Ламповый звук своими руками

Ламповый УНЧ любительской постройки

«Ламповый звук» — термин, возникший во второй половине XX века в среде любителей звукозаписи и музыкантов для обозначения отличий в звучании музыки, прошедшей усилительный тракт, выполненный на электронных лампах, от музыки, записанной или воспроизведённой с помощью усилителей на транзисторах. Популярность противопоставления «тёплого», «мягкого», «комфортного» лампового звука и «беспристрастного, мониторного» звучания твердотельного усилителя разные исследователи приписывают смеси (в разной степени) эмоциональных, технических и коммерческих причин.

Содержание

Выделяются три слабопересекающиеся и мало влияющие друг на друга области применения радиоламп в записи и воспроизведении музыки[1].

  • предусилители в музыкальных инструментах, особенно электрогитарах;
  • преобразователи звука в студиях звукозаписи;
  • дорогостоящее воспроизводящее оборудование для аудиофилов.

Во всех трёх областях в конце XX века наблюдался быстрый рост применения ламп[1]. Эффекты от применения ламп в разных областях отличаются; объединяет все три применения по сути лишь использование однотипных ламп и схемотехнических приёмов.

Гитарные усилители[править | править вики-текст]

Исследователи единодушны в том, что ламповые усилители, используемые с электрогитарами, вносят в звук специфические искажения — а музыкантам и любителям музыки эти искажения нравятся, ламповый звук описывается как «округлённый» и «пробивной», а транзисторный — как «тонкий», «пустой», «металлический»[2]. Называются несколько причин такого предпочтения:

  • гитарные усилители часто используются для того, чтобы существенно изменить звук гитары, и потому являются по сути частью инструмента. Достоверность воспроизведения звука в таком случае бессмысленна, и оценка качества может производиться лишь субъективно[1];
  • использование ламповых усилителей во время становления рок-музыки в 1950—1960-х годах привёло к тому, что искажения, создаваемые простейшими ламповыми усилителями без обратной связи, стали стандартом звучания для электрогитар[1];
  • поведение лампового усилителя при насыщении создаёт эффект медного духового инструмента[1][3];
  • слабое регулирование источника питания в ламповых усилителях вызывает эффект «касания»: при усилении звука напряжение питания падает с небольшим ослаблением громкости[4];
  • особенности сжатия амплитуды сигнала при использовании лампового усилителя, возможно, влияют также на акустическую обратную связь между динамиками и струнами гитары в концертной обстановке[1].

Эти причины заставляют конструкторов твердотельных гитарных усилителей имитировать дефекты ламповых усилителей, изготовители пытаются это делать в течение десятилетий — с переменным успехом, так как многие музыканты предпочитают настоящие радиолампы. Э. Барбур объясняет разницу в звуке британского и американского рока разницей в усилителях: на заре британского рока, в 1962 году, Дж. Маршалл сконструировал в Лондоне свой собственный гитарный усилитель, использовавший дешёвые и маломощные лампы. Из-за высокой перегрузки звук усилителя был «хрустящим», что и стало классическим звучанием английского рока. В США популярным производителем был «Фендер», профессиональные модели которого характеризовались «звенящим» звуком и сильными компрессионными эффектами из-за использования в источнике питания вакуумного выпрямителя и связанной с этим слабой зарегулированности напряжения питания[1].

Звучание бас-гитары не улучшается от внесения искажений, потому усилители для бас-гитар быстро перешли на транзисторы, хотя интерес к ламповым версиям вновь возник в 1990-е годы[1].

Рынок гитарных усилителей по состоянию на конец XX века потреблял около трёх четвертей производимых ламп[1].

Студийное оборудование[править | править вики-текст]

В студиях звукозаписи ламповые схемы чаще всего применяются для усиления сигналов в конденсаторных микрофонах для записи голоса. Лампы в этой ситуации имеют два преимущества[1]:

  • крайне высокое входное сопротивление позволяет снизить искажения в самом микрофоне;
  • высокий динамический диапазон и мягкое насыщение уменьшают искажения в случаях, когда громкость голоса певца в пике превышает ожидаемый уровень.

С 1985 года стали вновь пользоваться спросом среди инженеров в студиях звукозаписи и традиционные ламповые усилители, при этом особую популярность приобрело оборудование прошлых лет (1949—1970-х годов). Э. Барбур объясняет это особенностями искажений тех усилителей, создающими эффект «мягкого» звука; более современные ламповые усилители не имеют этих дефектов и потому звучат ближе к «жёстким» транзисторным[1].

Аппаратура «хай-фай»[править | править вики-текст]

Ламповые усилители нашли нишу на рынке «хай-фай» — высококачественной (и очень дорогой) аппаратуры звуковоспроизведения, рассчитанной на любителей звукозаписи. Как и предыдущие две области применения, эту отличает наличие коммерчески значимого количества людей, предпочитающих ламповый звук транзисторному, или из-за особенностей звуковосприятия, или вследствие привычки (Э. Барбур отмечает, что возраст большинства аудиофилов — 30-50 лет в конце XX века — означает, что они в детстве росли под звук рок-гитар)[1].

Роль ламп в этой области вызывает наибольшие споры: «„ламповый звук“ — это устойчивый миф, в который каждый вкладывает своё собственное понимание» (А. Гриф[5]).

Некоторые исследователи рассматривают популярность лампового звука как чисто культурный феномен. Так, культуролог В. Софронов-Антомони[6] сводит популярность радиоламп среди аудиофилов к сформировавшемуся обществу потребления и связанному с избытком потребления убеждению, что существуют технические устройства для записи и воспроизведения музыки, которые обладают «нечто», неким Иксом, который делает их способным донести до слушателя «волшебство» (Икс) музыки (в ту же категорию Софронов-Антомони относит и растущую на рубеже XX—XXI веков популярность виниловых грампластинок). Близкую позицию занимает Л. Ганкин, который считает «тёплый ламповый звук» мемом, символом уюта, вроде пледа и связывает его со стремлением человека к неидеальности и хрупкости, которые в избытке демонстрируются теми же грампластинками[7].

С другой стороны, предлагаются чисто технические объяснения предпочтению усилителей на лампах, от откровенно псевдонаучных («Электроны, летящие в вакууме, движутся несколько иначе, чем электроны, протекающие в переходах транзистора. Этим объясняется мягкость звучания ламповых усилителей»[8]) до серьёзных исследований в рецензируемых технических журналах, которые поясняют, почему неаккуратно сконструированный усилитель на транзисторах будет порождать заметные на слух искажения (см. следующий раздел).

Обсуждение отличий лампового звука от транзисторного — это область дискуссий, которая как «на заказ» приспособлена для горячих споров[1]. Музыка создаётся и прослушивается людьми, а функционирование нелинейных систем в цепочке «ухо-мозг» наукой изучено очень слабо. Объективные измерения искажений с помощью приборов потому не очень полезны — ведь особенности человеческого восприятия приводят к тому, что некоторые типы искажений неприятны в малых количествах, а другие не вызывают раздражения при высоких уровнях. Определённые искажения могут даже восприниматься положительно: «Когда кто-нибудь говорит, что у этого гитарного усилителя большой и толстый звук, то частично это связано с насыщением выходного трансформатора»[1].

Отала и Лейнонен[9] отмечают, что в ситуации, когда ламповый и транзисторный усилители согласно формальным измерениям не отличаются до уровней, нечувствительных для человеческого слуха — но различия всё-таки слышны — возможны лишь комбинация из двух ответов:

  1. традиционные (на 1977 год) измерения усилителей до некоторой степени не отражали особенностей, важных для звуковосприятия;
  2. стандартные методы измерения усилителей не улавливали существенных искажений.

Эксперименты Хэмма[править | править вики-текст]

Исследователи проявили интерес к феномену лампового звука уже в начале 1970-х годов. Одна из ранних работ была выполнена в 1972 году Р. Хэммом[3]. Хэмм постулировал, что:

  • «тонкую» разницу между транзисторным и ламповым звуком может уловить «каждый», если «слушать внимательно». При этом некоторые люди смогут описать разницу словами, а некоторые — лишь высказать предпочтение (в пользу лампового звука);
  • искажения нужно измерять на слух с помощью экспертов-музыкантов и звукооператоров, а не через замеры инженеров-схемотехников;
  • обнаружить существенную разницу удалось лишь в двух случаях: предусилители и выходные каскады. В обоих случаях электроника в этом месте сопряжена с механическими устройствами;
  • в практике студий звукозаписи при использовании твёрдотельного предусилителя применялся резистивный аттенюатор входного сигнала. При тех же микрофоне и допустимом диапазоне входного сигнала в случае лампового предусилителя аттенюаторы не применялись. Хэмм потому сделал вывод, что усилители на практике перегружаются и изучать следует поведение усилителей в случае перегрузки.

В эксперименте Хэмм предложил неформальной группе студийных инженеров прослушать одни и тот же звук, улавливаемый одним и тем же микрофоном, но проходящий через три переключаемых исследователем усилителя (на лампах, транзисторах и операционных ламповый звук своими руками усилителях) и с разными уровнями ослабления сигнала микрофона. Обнаружилось, что все три усилителя неотличимы на слух, пока уровень входного сигнала находится в допустимых границах. Однако, поведение усилителей при перегрузке (наблюдаемой на практике), сильно отличалось:

  • искажения, вносимые ламповым усилителем, не были заметны на слух до уровня входного сигнала, превышающего допустимый уровень на 20 децибел;
  • в случае транзисторного усилителя, искажения были слышны при превышении на 10 децибел;
  • предусилитель на операционных усилителях демонстрировал искажения уже на уровне +5 децибел.

Хэмм связал полученные результаты с разным набором гармоник, порождаемых усилителями при перегрузке:

  • вторая гармоника отстоит от основного тона на октаву и потому плохо слышна, однако создаёт ощущение «полноты» звука;
  • третья гармоника ощущение «покрытости», ограниченности звука;
  • комбинация второй, третьей, четвёртой, пятой гармоник создаёт ощущение «медного», полного звука;
  • нечётные гармоники более высокого порядка (седьмая и выше) музыкально не связаны с основным тоном и потому ухо чувствительно к ним, воспринимая их при этом также как показатель громкости (видимо, из-за того, что количество этих гармоник повышается, когда музыкальный инструмент играет громче).

Хэмм связал плохой результат твердотельных усилителей при перегрузках с повышенной генерацией ими высоких гармоник, которые человеческий слух воспринимает как искажения или просто шум. По Хэмму, особенности лампового усилителя приводят к тому, что он лучше работает в качестве импровизированного компрессора аудиосигнала в неизбежных на практике случаях перегрузки[10].

Влияние обратной связи[править | править вики-текст]

У. Хоге[11] в заметке отмечает, что его анализ усилителей, звук которых музыканты описывали, как «транзисторный», всегда выявлял использование компонент с малым частотным диапазоном и, как следствие, большим уровнем обратной связи. Он указывает на работы М. Отала[12], изучавшего динамические искажения, которые не обнаруживаются при анализе синусоидальных сигналов и предлагает правило: «используя компоненты с частотным диапазоном (без обратной связи) меньше, чем диапазон сигнала, вы попадёте в ловушку переходных интермодуляционных искажений».

Отала и Лейнонен[9] напрямую связали ламповый звук с отсутствием или невысоким уровнем обратной связи в усилителях на лампах. По их замечанию, наличие выходного трансформатора в ламповых схемах и его сложная передаточная функция не позволяли использовать обратную связь с уровнем выше 20-30 дБ, но даже в этих случаях эксперты отмечали эффект «завесы», которая возникала в звуке при высоком уровне обратной связи. После появления транзисторных усилителей погоня за малым уровнем гармонических и интермодуляционных искажений привела к тому, что в продаже появились усилители с глубиной обратной связи до 60-100 дБ. Вывод исследователей: глубокая обратная связь (на уровне 60 дБ), внесённая в усилитель с целью получить бессмысленно низкий уровень гармонических искажений, приводит к очень сильным динамическим искажениям, которые могут перегрузить усилитель и породить гигантские искажения даже в случаях, когда уровень входного сигнала остаётся в формально допустимом диапазоне[13].

В конце 1970-начале 1980-х годов ряд статей в журнале «Радио» также относили особенности транзисторного звука к наличию искажений динамических характеристик сигналов[14][15][16] (особенно заметных при воспроизведении ударных и струнных инструментов — в виде выбросов на фронтах импульсных сигналов) и меньшему уровню интермодуляционных искажений в ламповых усилителях, который объяснялся отсутствием высших гармоник в спектре лампового усилителя[17].

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Barbour, 1998.
  2. Bussey, 1981.
  3. 1 2 Hamm, 1973.
  4. Sag. // Aspen Pittman. The Tube Amp Book. Hal Leonard Corporation, 2003. С. 231. (англ.)
  5. А. Гриф. Конструкции и схемы для прочтения с паяльником, Т. 2 Солон, М., 2010. С. 5.
  6. Владислав Софронов-Антомони. Индустрия наслаждения. // Логос # 4 2000 (25).
  7. Лев Ганкин. Долгоиграющая жизнь. // Коммерсантъ, 14 июня 2013 года.
  8. Дмитрий Коржев. Тонкая настройка. Бизнес журнал, 2006/4. С. 5.
  9. 1 2 Otala, 1977, с. 2.
  10. Nye, John VC. Subjective Fidelity and Problems of Measurement in Audio Reproduction. // Bridges: Mathematical Connections in Art, Music, and Science. Bridges Conference, 1998. С. 132.
  11. Hoge, W. J. J. Tubes Versus Transistors: A Further Comment. // Journal of the Audio Engineering Society 22.5 (1974): 338—338. (англ.)
  12. Otala, Matti. Transient distortion in transistorized audio power amplifiers. // IEEE Transactions on Audio and Electroacoustics 18.3 (1970): 234—239. (англ.)
  13. Otala, 1977, с. 8.
  14. Динамические искажения в усилителях мощности с дифференциальным входом: Журнал «Радио»,1981 г., № 1, с.38 — 39.
  15. Динамические искажения в транзисторных усилителях НЧ: Журнал «Радио», 1976 г., № 4, с. 41 — 42.
  16. О влиянии динамических искажений на восприятие тембра: Журнал «Радио», 1981 г., № 7—8, с.35 — 36.
  17. Феномен «Транзисторного» звучания: Журнал «Радио», 1981 г., № 12, с. 36 — 38.
  • Barbour, Eric The Cool Sound of Tubes (англ.) // IEEE Spectrum. — 1998. — Август.
  • Hamm, Russell O. Tubes vs. Transistors: Is There An Audible Difference? (англ.) // Journal of the audio engineering society. — 1973. — Vol. 21, no. 4. — P. 267-273.
  • Bussey, W. S., Robert M. Haigler Tubes versus transistors in electric guitar amplifiers (англ.) // IEEE Proceedings of the IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing. — Нью-Йорк, 1981. — Vol. 6. — P. 800-803.
  • Otala, Matti, Eero Leinonen The theory of transient intermodulation distortion (англ.) // IEEE Transactions on Acoustics, Speech, and Signal Processing. — 1977. — Vol. 25, iss. 1. — P. 2-8.
  • Pakarinen, Jyri, David T. Yeh. A review of digital techniques for modeling vacuum-tube guitar amplifiers. // Computer Music Journal 33.2 (2009): 85-100.  (англ.)
  • Marui, Atsushi, and William L. Martens. Multidimensional Perceptual Calibration for Distortion Effects Processing Software. // Audio Engineering Society Convention 113. Audio Engineering Society, 2002.  (англ.)
  • Santo, B. Volume Cranked Up in Amp Debate. // Electric Engineering Times Oct:24–35, 1994.  (англ.)
  • Li, Shengchao. Why Do Tube Amplifiers Have Fat Sound while Solid State Amplifiers Don't. // Audio Engineering Society Convention 131. Audio Engineering Society, 2011.  (англ.)
  • Rutt, Thomas E. Vacuum tube triode nonlinearity as part of the electric guitar sound. // Audio Engineering Society Convention 76. Audio Engineering Society, 1984.  (англ.)

Ниже представлены ссылки на наиболее популярные и наиболее цитируемые русскоязычные интернет-ресурсы по «ламповому звуку»:

  • Аудиопортал — один из крупнейших многопрофильных ресурсов указанной тематики
  • Любимые лампы — домашний сайт радиолюбителя Сергея Комарова, целиком посвящённый ламповой звуко- и радиотехнике, как исторической, так и современной. В основном — радиолюбительские конструкции.
  • Hi End — по-русски! — домашний сайт Сергея Сергеева.
  • Винтажная электроника своими руками — самостоятельное создание hi-end ламповых усилителей радиолюбителями.
  • Наш аудиопортал — украинский ресурс по ламповому звуку
  • HiFi&HiEnd своими руками — домашний сайт Михаила Торопкина — один из старейших в Рунете по данной тематике
  • Welcome to ALTOR — домашний сайт Александра Торреса — ламповая и полупроводниковая звукотехника.
  • КлассикАудио — в основном обсуждается винтажная аппаратура и любительские конструкции на винтажных компонентах
  • Сквозь асфальт — сайт Анатолия Марковича Лихницкого. Авторские статьи в области звукотехники. Ранние — научно-технические, поздние — эстетико-эзотерические.
  • Форум АМЛ — форум А. М. Лихницкого. В основном эзотерической направленности.

Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D0%B0%D0%BC%D0%BF%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B9_%D0%B7%D0%B2%D1%83%D0%BA



Рекомендуем посмотреть ещё:


Закрыть ... [X]

Ламповый звук своими руками Схемы Конструкции Статьи Поздравление для нашей страны

Ламповый звук своими руками Ламповый звук своими руками Ламповый звук своими руками Ламповый звук своими руками Ламповый звук своими руками Ламповый звук своими руками Ламповый звук своими руками Ламповый звук своими руками