Что же такое теплый ламповый звук?

В последнее время появилось много споров о непревзойденном ламповом звучании в аудио усилителях. Давайте разберемся, что такое «ламповый звук» ?

Немного истории

Как известно, в 1905 году, в процессе экспериментов с лампами накаливания, Эддисоном случайно был изобретен диод.

А уже через год, добавив в лампу третий электрод (управляющую сетку), был изобретен триод или электронная усилительная лампа. Это и положило начало ламповой эпохи.

Огромную популярность лампы приобрели через 30 лет после изобретения. Их популярность длилась, начиная с 1935 года и вплоть до 1951 года.

Параллельно с лампой шли разработки полупроводникового триода (транзистора). И, когда 1951 году началось массовое производство транзисторов, лампа постепенно стала терять позиции.

Почему люди стали переходить на транзисторы в аудио?

На это есть несколько основных причин. Первая касается того, что радиолампа стала проигрывать транзистору по скорости работы, размерам и энергопотреблению. Благодаря транзисторам стало возможно создавать качественные компактные устройства.

Также транзисторные усилители были значительно дешевле при таких же, как у ламп, или даже лучших характеристиках звука.

Одними из основных элементов, которые вносят заметные искажения в ламповый усилитель, являются выходные трансформаторы, которые к тому же добавляют хорошую сумму к стоимости усилителя. В ламповом стерео усилителе их можно найти по одному на каждый канал.

Есть также бестрансформаторные ламповые усилители, но они работают только на специальной акустике. В добавок к этому они очень редкие и их мы не будем рассматривать.

Лампы в аудио аппаратуре

Прогресс коснулся всех электронных устройств, но мы остановимся на аудиоаппаратуре.

Чаще всего ламповые усилители (в эпоху транзисторных) использовались в студиях звукозаписи для усиления сигнала с конденсаторных микрофонов. Благодаря высокому входному сопротивлению и меньших искажениях при превышении громкости звука было удобно использовать именно их.

Также сейчас очень популярно использовать ламповые усилители для электро гитар, благодаря вносимым в звук искажениям, которые называются «Дисторшн».

В домашних усилителях, до появления транзисторных вариантов, у пользователей просто не было выбора. А когда появились транзисторы, то из преимуществ ламповых усилителей стали выделять особое звучание, которое в последствии стали называть «теплый» ламповый звук.

Постепенно лампы были вытеснены транзисторами с массового рынка усилителей и остались только в дорогом (Hi-End) или любительском сегменте.

Что же такое ламповый звук?

Давайте разбираться из чего состоит так называемый «теплый ламповый звук».

Во первых, на слушателя влияет сам внешний вид лампового усилителя, а именно мягкое свечение работающих ламп, что создает особую атмосферу для прослушивания. Часто звучание ламповых усилителей описывают как «живой», «теплый», «душевный», и другие определения которые, не свойственны звуку.

Прогресс остановился?

Самое интересное, что нет споров по поводу качества картинки телевизоров, которые как известно, также эволюционировали с ламповых. Если сравнить телевизоры ламповой эпохи с современными, то даже ярый сторонник ламп не будет спорить, что же всё-таки лучше.

То же самое можно сказать о компьютерах, телефонах и других устройствах. Они в разы стали лучше и доступнее. То есть, получается, прогресс остановился только на звуковых устройствах? Вам не кажется это странным?

Что покажут замеры однотактного лампового усилителя?

Чаще всего любители лампового звука используют для прослушивания однотактные ламповые усилители. Один из них нам любезно предоставил радиолюбитель Дмитрий.

Благодаря измерениям звучания ламповых однотактных усилителей мы кое-что выяснили. В отличие от транзисторных, в которых больше нечетных гармоник, в ламповом преобладают четные и чаще вторая гармоника, которая и придает обычному звуку особое звучание.

В ходе экспериментов с прослушиванием было выявлено, что наш слух не режут и не утомляют повышенные четные гармоники, в отличие от нечетных, которые преобладают в транзисторных усилителях.

На рисунке видно повышенную вторую гармонику однотактного лампового усилителя, которая в том числе придает особенность звучания.

Результаты тестов RMAA

Замер на мощности 1.5 Ватт смотреть Замер на мощности 4 Ватт смотреть

Секрет лампового звука

Если отбросить визуальное восприятие лампового усилителя и фантазию, то, чаще всего, секретом лампового звука и есть эта вторая гармоника. А также преобладание четных гармоник. Также, очень часто АЧХ таких усилителей начинает заваливаться на высоких частотах из-за особенностей трансформатора и они звучат не так резко.

Вроде бы все просто, не так ли? Но не все согласны с такими простым пояснениям и придумывают волшебство и параметры, которые недоступны для современных замеров, используя не свойственные звуку определения.

Двухтактные ламповые усилители

Выше было перечислено то, что касается однотактных усилителей. Если же брать двухтактные, то они могут по характеристикам быть идентичными транзисторным. То есть, не опытному слушателю по звуку сложно будет отличить ламповый двухтактник от транзисторного усилителя класса А или качественного AB. Разница будет только в том, что ламповый усилитель обойдется в несколько раз дороже транзисторного с такими же характеристиками.

Источник воспроизведения

Очень часто в спорах про качество звука забывают о самом источнике звука. Усилитель, на самом деле, лишь усиливает сигнал. И если качество сигнала будет плохим, например с шумами, он усилит его также с шумами и звук будет плохим.

Еще недавно ходили споры о том, что цифровой звук совершенно не пригоден для воспроизведения и поэтому аудиофилы слушали звук с пластинок или бобинных магнитофонов. Они проиграли эту войну. Ведь теперь большинство перешли на цифровой звук, поскольку так лучше и удобнее. Сейчас они спорят о том, какие преобразователи цифрового сигнала лучше. Возможно они просто любят спорить?

Акустика для лампового усилителя

Про акустику часто забывают при выборе усилителя, хотя на самом деле это самое главное. Неправильно подобранная пара «акустика — усилитель» может испортить звук, при этом неважно за сколько денег вы ее купили.

Например, если усилитель рассчитан на акустику 8 Ом, а вы подключите 4 Ом, то усилитель будет работать с несвойственной для него нагрузкой. Или если однотактный 5-ваттный ламповый усилитель подключить к слабочувствительной акустике, то вы получите не тот звук, который должен быть, и сделаете выводы, что усилитель плохой.

Ламповые тетроды и пентоды плохо работают с многополосной акустикой из-за высокого выходного сопротивления, поэтому их нужно слушать на широкополосной акустике. Ламповый триодный усилитель не так требователен к этому и нормально звучит практически на любой акустике, как и большинство транзисторных.

Так же не стоит забывать, что если ваша комната пустая, то, при прослушивании, звук будет отражаться от стен и будет звучать плохо, но это уже другая тематика.

Стоит ли переходить на лампы?

На этот вопрос ответить сможете только вы сами. Самый правильный способ — это взять на прослушивание к себе домой ламповый усилитель и самому на него ответить. У вас будет возможность сравнения в спокойной обстановке, например, со своим усилителем, и затем сделать выводы.

Часто озвучиваются противоположные отзывы о ламповом звуке и усилителях от «божественного» звучания до определения «обычный» или «плохой» звук. И только вы сами можете определить, какой он для вас.

Не рекомендуем ориентироваться на отзывы про ламповые или другие усилители, очень часто их пишут или заинтересованные люди или те, кто вообще не слышал этих усилителей.

Спор о том, стоит ли слушать ламповые усилители или переходить на них с транзисторных, на самом деле похож на спор «Стоит ли ездить на обычных машинах или переходить на ретро автомобили?». Ведь есть очень красивые ретро автомобили, с дорогим салоном и хорошей мощностью. При наличии денег можно сделать копию такого авто и получать удовольствие от езды на нем. Есть отличное выражение на эту тему — о вкусах не спорят.

Подойдут ли такие авто для всех? Конечно же нет, но вы — это не «все». Главное, что бы это нравилось лично вам и вы от этого получали удовольствие.

Где лучше покупать ламповые усилители?

Если, прослушав и сравнив ламповый усилитель с остальными усилителями, вы решили остановиться на лампе, то ответ на вопрос «Где купить?» зависит от ваших финансовых возможностей. Если у вас нет больших денег, то рекомендуем обратить внимание на радиолюбителей, которые занимаются ламповыми усилителями.

В пределах 500-1000$ можно получить хороший самодельный ламповый усилитель. Как правило, такой усилитель можно взять домой на прослушивание и купить его, если понравится звук.

Если вы не стеснены в финансах, то для вас появится много известных брендов, которые, помимо звука, продадут вам престижное и красивое устройство.

Выводы

Ламповый усилитель проигрывает другим усилителям по энергопотреблению, имеет большой вес и требует длительного прогрева ламп для входа в нормальный режим перед прослушиванием.

Также ламповый усилитель выделяет много тепла во время работы и может запросто нагреть небольшую комнату, поэтому в жару  вам нужно будет купить кондиционер.

Если говорить об однотактных усилителях, то они проще в настройке и их звук имеет специфическое «ламповое звучание», благодаря повышенной второй гармонике. Поэтому они и пользуются большим спросом у пользователей.

Если брать двухтактные ламповые усилители (или еще более сложные), то по звуку они похожи на транзисторные усилители, но в несколько раз дороже, чем аналогичный транзисторный.

Видео

Смотрите наши видео о ламповом звуке и ламповых усилителях. Большое спасибо Дмитрию, который предоставил нам на тест усилитель и согласился ответить на вопросы!

Самое главное при выборе любого усилителя — вы должны в первую очередь сами его послушать и выбрать для себя то, что вам понравится. И не важно, будет ли это ламповый усилитель или любой другой.

История

Радиолампы, как и другие электронные компоненты, имеют богатую историю, в ходе которой произошла заметная эволюция. Началось все в нулевых годах прошлого века, а закатом ламповой эры можно считать шестидесятые годы, когда свет увидела последняя фундаментальная разработка — миниатюрные радиолампы нувисторы, а транзисторы уже начали активно завоевывать рынок. Но из всей истории нас интересуют лишь ключевые этапы, когда были созданы основные типы радиоламп и разработаны основные схемы их включения.

В ходе использования триодов в различных отраслях промышленности потребовалось улучшить их характеристики. Одной из таких характеристик была проходная емкость, величина которой ограничивала максимальную рабочую частоту лампы. В процессе решения этой проблемы появились тетроды — радиолампы, имеющие внутри не три, а четыре электрода. Четвертым стала экранирующая сетка, установленная между управляющей сеткой и анодом. Задачу повышения рабочей частоты это решало в полной мере, что вполне удовлетворило создателей технологии, разрабатывавших тетроды для того, чтобы радиостанции и радиоприемники работали в коротковолновом диапазоне, имеющим более высокие несущие частоты нежели средне- и длинноволновый.

Принцип работы

Все вышеупомянутые типы ламп в том или ином виде нашли применение в аудиотехнике. При этом пытливые умы аудиоинженеров постоянно искали пути наиболее эффективного их использования. Довольно быстро они пришли к выводу, что место включения экранирующей сетки пентода в схему усилителя — это инструмент, с помощью которого можно принципиально изменить режим его работы. При подключении сетки к катоду мы имеем классический пентодный режим, если же переключить сетку на анод — пентод начинает работать в режиме триода. Это позволяет объединить два типа усилителя в одном с возможностью смены режима с помощью простого переключателя.

Таким образом, с режимами ламп произошла та же история, что и с классами усиления, когда вслед за «чистыми» классами А и В появился комбинированный класс АВ, сочетающий сильные стороны двух предыдущих.

Предпосылкой к неверным ассоциациям является частота использования тех или иных режимов в различных классах усиления. Триоды чаще используют в однотактных схемах и классе А. В свою очередь, пентоды и тетроды лучше подходят для работы в двухтактных схемах, хотя переключение их в триодный режим — реальная опция, встречающаяся на усилителях, работающих в классе АВ, и не имеющая ровным счетом никакого отношения к классу А.

Плюсы

Традиционный триодный режим работы лампы имеет как минимум одно значимое преимущество: способность работать без обратной связи. Пентодный режим имеет свои плюсы: большую линейность работы и возможность достигать более высокой мощности. Ультралинейный режим дает возможность отказаться от общей обратной связи и при этом сохранить мощность, близкую к пентодному включению. При этом триод при прочих равных обходит оба варианта по уровню собственного шума лампы.

Минусы

Слабые места одних режимов ламп вполне закономерно можно обнаружить там, где проявляются сильные места других. Триодный режим имеет меньший КПД и меньшую линейность, хуже переносит динамические нагрузки. Пентодный и ультралинейный режимы проигрывают по уровню шумов, к тому же на практике оказываются более зависимы от качества выходных трансформаторов. Пентодный усилитель невозможен без общей обратной связи, и она может понадобиться в некоторых вариантах ультралинейного режима.

Особенности

С точки зрения качества и характера звучания каждый тип ламп и каждый режим включения имеет свои особенности, настолько очевидные на слух, что даже ультралинейный режим, по факту, не стал золотой серединой. Триоды в чистом виде и триодное включение пентодов обеспечивают наиболее чистый и объемный звук до тех пор, пока дело не дойдет до энергичной музыки с быстрыми и значительными по амплитуде перепадами громкости. Иными словами — для спокойного джаза триоды подходят куда лучше, чем для прослушивания рока.

Пентодный и ультралинейный режимы, напротив, больше подходят для энергичной музыки, но в ряде случаев звучат недостаточно чисто, точно и детально. Особенно часто эти претензии относятся к пентодному режиму, а в целом характер звучания и пентодного, и ультралинейного режимов нередко сравнивают с транзисторными усилителями.

Практика

Ламповая схемотехника — дело тонкое, поэтому большинство производителей упражняются в совершенствовании какого-то одного сочетания режима работы ламп и класса усиления. Стремление разработчиков получать идеальный (согласно их представлениям) звук и следующий за этим отказ от любых альтернативных способов включения ламп вполне понятны, но при поиске испытуемого наша задача состояла как раз в обратном: иметь возможность сравнить один и тот же набор ламп как минимум в двух вариантах включения.

Звук

Когда речь идет о High End-компонентах, особенно ламповых, не всегда удается четко провести грань между «усилитель не справился» и «так и было задумано». В конце концов, аудиоинженер в мире High End — это тоже в некотором роде художник и он имеет право на свое собственное представление о том, как должна звучать система. Избежать такого рода недоразумений помогло использование в процессе тестирования двух пар акустических систем, обладающих принципиально разными характеристиками. Специфические признаки недостатка мощности и роста искажений можно было заметить на тяжелой нагрузке и на громкости выше средней, что в общем соответствует заявленным характеристикам. С крупными полочниками или напольниками средних размеров со столь же среднестатистическими параметрами мощности, импеданса и чувствительности Cayin CS-100A вполне справится.

Выводы

Каждый режим работы лампы в усилителе имеет свои плюсы и минусы, которые дают хорошо различимые на слух отличия в звучании. Учитывая, что ламповая техника — это всегда техника с характером, выбор усилителя, работающего в том или ином режиме (или переключение режимов на самом усилителе), является инструментом пользователя, позволяющим подобрать усилитель согласно индивидуальным предпочтениям.

Другие материалы цикла:

Как работает усилитель класса «А», или Истинный High End и много тепла

Как работает усилитель класса «АВ», или Практичность правит миром

Как работает усилитель класса «G» и «H», или На ступень выше

Как работает усилитель класса XD и XA, или Немного экзотики

Как работает усилитель класса D, или Не такой как все

Статья подготовлена при поддержке компании «Аудиомания», тестирование усилителей проходило в залах прослушивания салона.

Другие полезные материалы в разделе «Мир Hi-Fi» на сайте «Аудиомании» и Youtube-канале компании:

• Как IT-компания боролась за право продавать музыку

• Как выбрать наушники для домашней Hi-Fi-системы?

• Пластинка в подарок или бесплатная музыка для любителей колы и готовых завтраков

Что такое ламповый звук? Много о нем существует и мифов, и ожесточенных споров, и честных попыток разобраться. Я попробую рассказать максимально просто, чтоб и не инженерам было понятно о чем идет речь. И если совсем образно, то ламповый звук — это примерно как пленочная фотография. С одной стороны — просто определенный этап развития техники, где каждый последующий, как правило, — совершеннее предыдущего. Например, цифровому фотографу сложно представить, какую проблему представлял расчет количества пленки, необходимого для съемки. В одной кассете помещалось пленки всего 36 кадров. Десять кассет — это уже кулек, но всего 360 снимков, причем до момента проявки ты не знаешь, что у тебя получилось. Да и сами проявка с печатью были нетривиальной проблемой. «Цифра» же радикально все упростила и технологически дала фотографу возможности, о которых в пленочную эру даже профессионалы могли только мечтать. Но с другой стороны, почему-то большой популярностью пользуются «фильтры» для придания «цифровому» снимку «пленочного» вида. В чем тут дело? Зачем и почему люди портят технически «более совершенные» кадры?Дело тут в том, что человек (пока) —это аналоговая система, полная искажений и условностей, впрочем, как и остальной окружающий нас мир. Если же мы ощущаем что-то «дискретным», «симметричным» и «рафинированным», то мы такому подсознательно не «верим». Для нас оно становится «имитацией» или «неживым». И неважно речь идет о глянцевых «клубных муклах», цифровом фото или транзисторном звуке. Мы с трудом можем выразить возникающее чувство, но хорошо ощущаем «неправильность» правильного. И поэтому, например, женскую красоту а-ля Playboy 60-х с возрастом начинаешь ценить сильно больше аналогичных вариантов 2000-х (хотя бы потому, что уже точно знаешь как бывает на самом деле). То же самое происходит со звуком, с цветом, со вкусом. Везде, зашумленное и неправильное большинству подсознательно нравится больше, чем рафинированное. Мы так устроены.Но вернемся к «ламповому» звуку. Усилители, построенные на лампах, при своей работе объективно вносят в исходный сигнал, значительно «больше» измеримых искажений, потребляют больше электричества, сильнее нагреваются, менее мощные, сложнее в эксплуатации и требуют регулярной замены (подстройки) ламп. Но при этом по сравнению с «транзисторами» ламповый звук воспринимается лучше. Почему?Ответ прост «ламповый» звук: даже искаженный, больше напоминает по природе натуральный естественный, опознаваемый «своим» нашими органами чувств, а остальное легко исправят наше адаптивное восприятие. При этом насколько, с «рациональной» точки зрения ламповый звук «хуже», а «теплота» его — вымышлена, можно посмотреть тут:Автор очень хорошо и правильно теоретически все объясняет. Грамотно и убедительно. Но к реальной жизни это имеет отношение примерно такое же, как и математика. С одной стороны, она — царица наук, а с другой — Теорема Гёделя о неполноте и невозможность описания с помощью математики чувственного восприятия.Так как работает ламповый усилитель? Почему с ним продолжают «носиться», хотя, с технологической точки зрения, он, безусловно, проигрывает «транзистору» практически во всем?

• Во-первых, «лампа» способна втискивать весь динамический диапазон сигнала в определенные рамки, без «отсечки». Наверное все слышали как странно звучат «тарелки» через транзисторный усилитель? Почему так? Какой бы ни был диапазон транзисторного усилителя, но исходный сигнал будет все равно шире. Поэтому «транзисторы», все что не влазит в диапазон усилителя — отсекают и дальше работают с «оскопленным» сигналом, отчего и возникает неестественность звучания «тарелок» или щипковых в современной технике. «Лампа» в подобной ситуации ведет себя принципиально иначе, и хотя у нее, как правило, диапазон сильно уже, но она способна «втискивать» (осуществляя своеобразную аналоговую компрессию аудиосигнала) весь диапазон в существующие рамки. Получается «плотный» «сочный» звук, по природе своей напоминающий «настоящий», хотя и, в математическом смысле, сильно искаженный.

• Во-вторых, «лампа» не разбирает целое на составляющие, чтоб после усиления собрать обратно «примерно» как было. Вместо этого, она работает с сигналом «в целом». Да, объективно, «лампа» сильнее искажает сигнал, но при этом сохраняя его принципиальную природу, тогда как при транзисторном усилении на выходе сигнал имеет уже иную (по «гармоникам») «природу». Поэтому, хотя в математическом смысле, «транзисторный» сигнал ближе к оригиналу, но наши органы чувств будут ощущать его большую «искаженность»

• В-третьих, мы живем в цифровом дискретном мире, но наши органы чувств все еще «аналоговые» и работают с «непрерывными» сигналами. Дискретный сигнал из файла, пройдя преобразование в ЦАПе превращается в некую форму аналогового сигнала, которая искажена не с точки зрения математики, а с точки зрения природы, не имеющей источников «дискретных» звуков. Попав же в «лампу» такой сигнал, за счет «сильных» и «специфических» искажений, вдруг становится «натуральнее». Как и в случае Инстаграма, искажение исходного сигнала делает его красивее с точки зрения наших органов чувств и популярные метафоры про «теплый ламповый» есть лишь попытка словами выразить полученный эффект.

Вот собственно и все. Кто хочет узнать о проблеме подробнее, можно почитать популярные статьи в радиолюбительских журналах, где подробнее, со схемами и цифрами рассматриваться все те же, вышеперечисленные, пункты:

1. Ламповый ренессанс
2. Почему ламповые усилители звучат лучше
3. Транзисторный усилитель мощности с плавным ограничением сигнала (прим. попытка имитировать «лампу» на «транзисторе», а так, да, конечно «ламповый звук» выдумка сумасшедших «аудиофилов»)
4. Современный гибридный усилитель (прим. это собственно то, что я схматически реализовал в итоге)

NB Кстати китайцы внимательно мониторят подобные ресурсы, отчего потом на Али встречаются знакомые «переделанные» схемы :).Ну, а что делать на практике для «грамотного» искажения звука до «приемлемого» звучания за разумный бюджет — в следующей части.Используемые источники:

• https://v-mire.net/chto-zhe-takoe-lampovyj-zvuk/
• https://stereo.ru/to/dtkl9-kak-rabotayut-lampovye-usiliteli-ili-osobennosti-teplogo-zvuka
• https://dzeso.livejournal.com/717465.html