на главную
Карта сайта
English version
Вы читаете:

Тайны лампового звука - RadioRadar

Научно-технические
16 лет назад

Тайны лампового звука


    Нужно ли строить ламповый усилитель? Конечно, хотя бы для того, чтобы узнать, что представляет собой этот знаменитый "ламповый звук". Кто не может построить сам, тот покупает в магазине или заказывает индивидуальный проект. Но все усилители звучат по-разному. Усилиями тысяч аудиофилов наметились пути построения ламповых усилителей, обладающих прекрасным звуком. Они не скрывают результатов своих экспериментов, издают журналы (например, "Вестник А.Р.А."), где публикуют удачные (и не очень!) схемные решения, упирая на редкостные, или весьма дорогие комплектующие и материалы. Гораздо меньше в этих изданиях уделяется внимания вопросам теории, больше "пускается пыль в глаза". Рекомендуется подбирать каждый элемент усилителя и слушать, слушать! И вот, очумевший от советов и прослушиваний, читатель уже бежит на рынок и ищет конденсаторы по 100 долларов за штуку или трансформатор за 500, рассчитывая с их помощью услышать знаменитый "ламповый звук".

    Предприимчивые люди начали производить на потребу жаждущих разнообразные ламповые усилители и КИТы (наборы деталей). Заводы, производящие электровакуумные приборы, снова выпускают прямонакальные триоды (2С4С, 6С4С, 300В и т.д.). Печатаются любопытные сообщения: члены "общества господина Сакумы" (Японские аудиофилы) игнорируют усилители, если их стоимость менее 10000$. Короче говоря, прочно утвердилось мнение, что "ламповый звук" — это хорошо! А за большие деньги — еще лучше!

    Как сравнивают усилители по звучанию? Разумеется, прослушивая музыкальные записи: грампластинки, CD, магнитофонные ленты. При этом приходится постоянно переключать несколько кабелей, что требует определенного времени. Учитывая краткосрочность музыкальной памяти, сравнение получается уже не таким надежным. Гораздо лучше подключить источник сигналов к входам обоих усилителей, а их выходы коммутировать на АС с помощью мощного переключателя.

    Блок-схема такого тракта прослушивания приведена на рис.1 (для простоты показан один канал).

Рис.1.

Здесь источник информации и громкоговорители — одни и те же для обоих усилителей. С помощью регуляторов RP1 и RP2 устанавливается одинаковая громкость звучания акустических систем (АС) при разных положениях переключателя SA1. Индикатор уровня PV1 может отсутствовать, но лучше, если он используется. Схема — простая и понятная.

    Однако если мы будем сравнивать усилители с разными выходными сопротивлениями, неизбежны ошибки в оценке усилителей. В чем тут дело? А дело в том, что АС, как правило, имеют частотнозависимое внутреннее сопротивление Z. На рис.2 показана примерная зависимость Z от частоты для двухполосной АС. Фазоинвертор на низких частотах имеет два пика вместо одного, но это сути дела не меняет. Если АС — трехполосная, то "горбов" на ха-рактеристеке Z(f) может быть больше. RE — сопротивление громкоговорителя на постоянном токе, оно приблизительно равно "номинальному" сопротивлению АС, т.е. Zном = (1,2...1,3)RE. Чаще всего используются АС с номинальным сопротивлением 4 или 8 Ом. Аудиофилы любят громкоговорители для кино с номинальным сопротивлением 12 и 16 Ом за их высокую отдачу. Горбы на характеристике Z=Z(f) могут в 2 и более раз превосходить Zном.

Примерная зависимость Z от частоты для двухполосной АС
Рис.2. Примерная зависимость Z от частоты для двухполосной АС

    Совершенно очевидно, что при разных выходных сопротивлениях усилителей Rвых и одинаковых ЭДС на их выходах, напряжение на АС будет разным, так как Rвых и Z образуют делитель напряжения. Если выходные сопротивления усилителей не одинаковы, а они ведь могут быть и частотно-зависимыми, то АС будут звучать по-разному. Особенно это заметно при сравнении ламповых усилителей без обратной связи [1] и транзисторных, имеющих, как правило, глубокую отрицательную обратную связь. В первом случае Rвых = 2...3 Ом, во втором — Rвых = 0,1...0,01 Ом.

    Ламповый усилитель будет подчеркивать те частоты, на которых Z возрастает. И действительно, НЧ и ВЧ у него звучат "лучше". Если частота раздела НЧ и ВЧ (fpaзд) в АС приходится на область 3 кГц, и на этой частоте имеется "горб", то лучше звучат струнные инструменты и голоса солистов. Напрашивается вывод, что частотная характеристика внутреннего сопротивления АС должна иметь как можно меньшую нелинейность, (в идеале — горизонтальная прямая), чтобы можно было сравнивать два разных усилителя.

    Искусственно увеличив Rвых для усилителя с малым внутренним сопротивлением, включив последовательный резистор Rд (рис.3), получим одинаковые условия работы АС.

Рис.3.

    Эти соображения были проверены на практике и полностью подтвердились. Сравнивались два стереофонических усилителя. Первый — ламповый, однотактный, на лампах 6Н23П и 2С4С, по схеме Loftin-White без ОС. Его основные параметры: Rвых ~ 3 Ом, Рвых ~ 3 Вт, ∆f = 12...40000 Гц. Выходные трансформаторы усилителя выполнены на сердечниках из стали типа 3409, S=15 см2, δ = 0,35 мм, l3 = 0,3 мм. Второй — транзисторный, с ООС, Rвых ~ 0,01 Ом, Рвых = 50 Вт, ∆f = 5...150000 Гц.

    Нужно сказать, что этот ламповый однотактник на лампе 2АЗ (2С4С) считается чуть ли не "образцовым" УМЗЧ в среде аудиофилов. Правда, они оговаривают еще и дополнительные условия (спецпровода, спецприпой и т.п.). Звук его действительно хорош: резкий фронт (атака), большая прозрачность. "Через него" прекрасно звучат струнные и ударные инструменты.

    Транзисторный усилитель был построен в соответствии с соображениями, изложенными автором в [2]. Время установления его переходной характеристики до погрешности 0,01% не превышает 10 мкс (на активном сопротивлении нагрузки).

    В экспериментах использовались трехполосные АС с паспортной мощностью 70 Вт. Фазоинвертор настроен на частоту 25 Гц, частотная характеристика Z приведена в таблице:

f, кГц0,050,10,20,5124681520
Z, Ом3010987681212108

    Сравнение усилителей проводилось при Рвых = 3 Вт. АЧХ напряжения на клеммах АС при Rвых = 2...3 Ом приобретает подъем (до 3 дБ) на НЧ и ВЧ, в соответствии с ростом Z. Без Rд транзисторный усилитель звучит более "сухо", но как только включается Rд = 2,2 Ом, его звучание ничем (подчеркиваю — ничем!) не отличается от звучания лампового Loftin-White. Предлагаю желающим убедиться в этом самим.

    Поговорив о входном сопротивлении АС, перейдем к выходному сопротивлению усилителя. Как уже отмечалось, оно оказывает большое влияние на качество звучания. Поэтому посмотрим, как его измерить. Существует несколько способов, но мы остановимся на том, который определен в ГОСТе 23849-87 [3]. Этот метод основан на пропускании синусоидального тока через выходные клеммы усилителя и измерении падения напряжения на его выходном сопротивлении Zi (рис.4). Направление тока I на рисунке показано условно (от генератора в нагрузку). Данная схема не предназначена для измерения отрицательного Zi. Здесь R1 — активное сопротивление, равное номинальному сопротивлению нагрузки для данного УМЗЧ. Оно должно быть достаточной мощности, так как через него течет приличный ток (всего лишь в 3 раза меньший максимального). Падение напряжения на нем, измеряемое вольтметром PV2, должно быть на 10 дБ (в 3,16 раза) меньше номинального выходного напряжения усилителя. Генератор ЗЧ тоже должен быть достаточно мощным (например, Г3-109).

Схема измерений выходного сопротивления усилителя Zi
Рис.4. Схема измерений выходного сопротивления усилителя Zi

    В качестве усилителя для создания необходимого тока можно использовать второй канал стереоусилителя или любой другой УМЗЧ достаточной мощности. Если испытываемый усилитель имеет, например, Рном = 50 Вт, Zном = 4 Ом, то потребуется ток I = 1,1 А. Выходное сопротивление

Zi = R1*U1/U2,

что полностью основано на законе Ома.

    Вход усилителя можно закоротить, но лучше вместо перемычки поставить резистор, номинал которого равен сопротивлению источника сигнала. Измерения Zi ведутся на частоте 1 кГц.

    Эта схема, при всей ее простоте, позволяет приоткрыть еще одну тайну "лампового звука". Вольтметр PV1 тогда нужно заменить чувствительным осциллографом, а частоту генератора ЗЧ менять от 20 Гц до 100 кГц.

    Для лампового однотактного усилителя без обратной связи, работающего в классе А, мы увидим напряжение U1 в виде чистой синусоиды во всей рабочей полосе частот. Усилители, работающие в классе АВ, тем более — в В, и охваченные обратной связью, могут сильно искажать форму синусоидального тока, протекающего через Zi. Это говорит о том, что Zi нелинейно.

    Для громадного большинства транзисторных усилителей это так. Причем на самых низких частотах напряжение U1 может быть синусоидальным, а по мере роста частоты оно искажается, и на частотах 20 кГц и более искажения могут быть очень большими, вплоть до удвоения частоты. А если измерить коэффициент гармоник такого усилителя по обычной методике, он может быть достаточно малым, например, всего 0,01%.

Источники

  1. И.Пугачев. Ламповые монстры или бег во вчерашний день. — Радиомир, 2002, N4, С.З.
  2. И.Пугачев. Украдет ли усилитель виртуальную глубину? — Радиолюбитель, 2000, N9, С.З
  3. ГОСТ 23849-87. Аппаратура радиоэлектронная бытовая. Методы измерения электрических параметров усилителей звуковой частоты.

Автор: И.ПУГАЧЕВ, г.Минск.

Мнения читателей
  • Moor/24.06.2013 - 10:31

    Мой опыт использования ламповых электро-гитарных комбоусилителей убеждает в явном их превосходстве над транзисторными. Через транзистор играть совершенно не хочется. Транзистор, будь он крутой брендовый стэк, или же ты подключишься через ламповый предам(всё равно ламповый) всё же не даст той экспрессии, естественности, читаемости и детальности, что лампа. Но этот коментарий точно касается СЧ и ВЧ звука. Говоря о НЧ, если брать басовые аппараты, также сабвуферы, то преимущество будет за транзисторами, в силу специфики и сложности построения усилителя с хорошей линейностью по НЧ. Это касается и домашнего звуковоспроизведения. Посему, наилучший вариант - усилитель с раздельным усилением по частотам: 2 ламповых для ВЧ и СЧ + 1 транзисторный для НЧ.

  • сергей/04.04.2013 - 06:46

    все ответы честные как и аудиограаль найдете в комментарияхсм.гугл однотактный ламповый усилитель на триодах.унч на реальной нагрузке преврашает меандр особенно на частотах меандра выше5кгц в сигнал акулий плавник.проверка по меандру выделит говноусилки на реальных нагрузках как и хорошие что ламповые-цирклотроны бестрансформаторные что биполярные что транзисторные легко.в акустике в говнофильтрах. тяжеленных разноинертных диффузоров море- говна -бревна в ушах от них -а удифилы ловлю химерных неслышимых бацилл в унч устроили -в слепом тесте все в жопе будут.унч не преобразовывает вид энергии- реальные зверские потери в микрофонах и ас преобразователях.кпд ас 0.25 процента.эдс самоиндукции.инерция диффузоров.работа выше ф рез динамиков -гуляющее зет и фаза трехполоски и 2-4 полоски полное говно.как сделать описано.аудиофилы -сброд золотоухих дебилов-дилетантов или жуликов которые поголовно в слепом тесте как они привыкли на музыкальном тесте и одинаковых ас -легкой нагрузки на унч тупо обосрутся.ребята -те кто получил образование позднее 92года выпуска если не мвту и физтех и еще 5-6вузов успокойтесь оно у вас-говно и вас всех тупо нае-ли.читайте.титце-шенк или хоровиц.хилл или ламповикам г.с цыкин.электронные усилители.если что-то поймете.

  • Аудиоголик/15.10.2012 - 13:05

    Доброго времени суток, уважаемые форумчане!Буду краток, (по-возможности)).По-статье: отсутствие "ушей" еще не говорит об отсутствии разницы в звуке ))...По-поводу лампада-транзюк:Усей разных переслушал и слушаю - "до одного места" и выше... Никогда их не считал, но где-то под сотню, - кацца... Сравнивал Naim, Cyrus, Musical Fidelity, Pioneer, Quad, Audio Research, Creek, Pathos, ну в-общем все, что проходили через мои руки - что "под ремонт", что "на продажу".Мой вывод для себя: Можно (!!!) купить транзисторный усь (ДА - МОЖНО!!!) по прозрачности и эмоциональной передаче музыкальных произведений ПОЧТИ не уступающий лампадному. Приготовьтесь к разнице в цене в 10-20 раз... Первые три, что "приходят на ум" - Dart Zeel 8550 (http://www.dartzeel.com/index.php?lang=en), Butler 2250(http://www.butleraudio.com/) и Тhorens 3200 (http://www.6moons.com/audioreviews/thorens/thorens.html). К слову сказать, два последних - гибридники, так что сравнение "не совсем" корректно...А вообще, большинству любителей музыки и не требуются "La Petit Nuance" - да и нет реальных возможностей для прослушивания этих самых эзотерических нюансов... На виниле заметна разница даже для друзей (которым кроме S90-х и "тяжеляка" - "тратить дзеньги на другие просто не разумно")... Разница в используемых спикерах позволит Вам с намного меньшими затратами получить намного больший выигрыш в звуке...Всем форумчанам желаю хорошего настроения и приятного прослушивания !

  • Антон/11.05.2012 - 08:53

    Мне тоже Оч понравился ламповый усилитель стояли у меня дали икон7 с Кэмбридж аудио азур 840 в2 звук был чистый кристальный мощный, но когда мне принесли авторский ламповик н кт88 ен у меня челюсть отвисла я понял значения слов легкий прозрачный и очень натуральный звук ! Реально живой ! Я тут же продал свой и купил этот )! Слушаю пол года на любой музыке чистый восторг!

  • Kironi/07.03.2012 - 23:51

    Ставлю два конца, один ламповый второй транзисторный, на транзисторный подам вход с имитацией ламповых гармоник, и выстрою звук на ровную по громкости. Переключение будет осуществляться релейной системой, кто отличит вслепую где какой тому ящик водки, а не отличит, проставляется сам. Звук друзья мои это психоакустика, эмоции и восприятия лишь субъективизм!

  • Kironi/07.03.2012 - 23:51

    Ставлю два конца, один ламповый второй транзисторный, на транзисторный подам вход с имитацией ламповых гармоник, и выстрою звук на ровную по громкости. Переключение будет осуществляться релейной системой, кто отличит вслепую где какой тому ящик водки, а не отличит, проставляется сам. Звук друзья мои это психоакустика, эмоции и восприятия лишь субъективизм!

  • Viki/19.01.2012 - 00:03

    Your's is the intelligent aparpoch to this issue.

  • товарищ Ведмедев/06.06.2011 - 02:37

    Алешин Евгений Сергеевич уже давно (в 1997 году - ХХ век) решил проблему правильного звучания транзисторного УПТ с частой от 0 гЦ до 100 кГц, превосходящего любые лампы и тразисторы. Его схема защищена не менее 5 патентами GB(великобритании).А его последователь по никнейму Кунаширский Юрьич пошел еще дальше - никаким лампадкам или камушкам такой ЗВУК и не снился.Тем не менее куча ангажированных паупуасов и тупых гоблинов, отрабатывающих бабло на форумах, продолжает нагло утверждать, что в звуке (особенно в русском!) за последние 20 лет в звуке не появилось ни куя нового - вечный День Сурка.Все определяет не камень или лампочка, а знание физики(принципы и каноны) и грамотность(универсальная от азов до техники до естественно-музыкальной) и мастерство разработчика. Но камень предпочтительнее в виду большего КПД и малых габаритов - больше выхо ДБ на мв кубе.Нормализаторы Кунаширского - это вообще улёт и снос крыши - оперный зал в твоей хате.

  • tehnokrat/10.12.2010 - 07:39

    Ещё в 60-х годаз на ЛУ - ламповых усилителях - слушал и Битлз и Роллингов и Манкиз и Энималс и проч. (нулёвые диски Парлофона и Эпплз) и Высоцкого и Рубашкина. На хороших магах-Грюдиках,вертушках Dual. Звучание было ошеломляющим. Естественным.Недостатки транзисторных УНЧ.============================Шум-фактор входного каскада (сейчас решён вопрос полевыми тр., у которых шум не зависит от тока истока, биполярные надо было подбирать индивидуально и загонять в режим "микротоков").Наличие ООС для снижения КНИ и выравнивания АЧХ. Необходимость Системы охлаждения вых. каскада.Широкий разброс характеристик транзисторов требует глубокой ООС для ускорения настройки УНЧ на сборочном конвейере.Сильная зависимость характеристик УНЧ от температуры внешней среды.Недостатки ламповых УНЧ.======================== Высокое выходное сопротивление. Для согласования требуется трансформатор, который 1. Вносит гистерезис - существенную нелинейность, поэтому необходимо с запасом выбирать сечение магнитопровода.2. Вносит межвитковую паразитную емкость, поэтому необходимо делать либо секционную первичную обмотку, либо делать УНЧ многоканальным, отдельно на НЧ, СЧ и ВЧ и для каждого диапазона частот подбирать свой выходной трансформатор. При этом неизбежны фазовые искажения.3. Больший вес, габариты, необходимость высокого анодного напряжения, необходимость напряжения накала ламп, чувствительность к вибрациям и ударам (при ударах происходит обрыв сетки или подогревателя, короткие замыкания между электродами, разрушение герметичности баллона лампы)

  • Tappy/31.08.2010 - 22:55

    О.. реально.. пойду куплю за большие деньги хороший ламповый усилитель, чтобы слушать лампы, а то цафра - это наеб с оос. Помню, в детсве слушал пластинки высоцкого на проигрывтеле "вега стерео".. я писец срал кирпичами, какой теплый звук был.

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:

Поля, обязательные для заполнения