Мифы вокруг ламповых УНЧ




Приобретя некоторый практический опыт в построении УНЧ на лампах, и прочитав значительный объем литературы и форумных дискуссий я позволю себе заметить, что как вокруг любого практически важного и в тоже время мало поддающегося строгому научному анализу вопроса возникает почва для появления разного рода мифов, и ламповый звук не является исключением. Правда, честно признаюсь, что всилу неизбежной доли субъективности в восприятии звука, эту статью надо воспринимать только как мое личное мнение, ИМХО.

Миф первый. Чем больше Raa ( или Ra ) выходного трансформатора, тем выше качество звука. Этот миф имеет под собой простую почву – чем выше Rа, тем меньше коэффициент гармоник ( правда, это верно только для триода ). Но как уже давно установлено, ламповые усилители проигрывают по коэффициенту гармоник транзисторным, но от этого они не звучат хуже, даже наоборот. Мой опыт говорит о том, что с повышением Rа звучание усилителя становится аналитичным, плоским ( сужается ширина и глубина сцены ) и эмоционально маловыразительным – особенно это чувствуется для триодов – хотя остается очень чистым тонально и детально точным. В общем случае самым оптимальным является хорошо известное из теории соотношение Ra = ( 2 – 3 ) Ri для триода и Ra= 0.1 Ri для пентода , хотя практически для различных ламп и трансформаторов это соотношение может изменяться в некоторых пределах.  Известны и исключения из правила – 6С41С и 6С19П, и другие лампы с высоковй крутизной для устройств электропитания  – для них Ra = 5 – 8  Ri это норма.

Миф второй. Триоды звучат лучше чем пентоды и тетроды. Этот миф отчасти имеет под собой ту же теоретическую природу, что и первый миф ( “пентоды имеют больше нечетных гармоник” ),  Этот миф прижился отчасти и  по той причине, что намотать выходной трансфоматор для триода намного проще, чем для пентода с высоким Ra, а эта простота начинающих часто подкупает ( справедливости ради тут надо заметить, что это простота заключается лишь в относительно небольшом количестве витков или несколько меньшем сечении магнитопровода, необходимых для обеспечения минимальной индуктивности первички,  но зато для триода необходимо такое секционирование, которое для пентода будет явным излишеством ). Обратите внимае на то, что практически все хорошо звучащие и продаваемые ламповые усилители сделаны на пентодах ( тетродах ). Я например, так ни у кого не услышал хорошо звучащий усилитель на 300В. Если на раскачке не стоит пентод, это всегда унылый хрупкий и мелкий звучок, который создатели выдают за особое достижение и тонкость, но который не способен передать всю энергию записи и годится только  может быть для некоторых отдельных жанров ( типа инструментального джаза ). Сколько я ни экспериментировал с 2А3 – хотя я признаю ее  способность к передаче тонких деталей ( благодаря прямому накалу ) –  тем не менее даже не созданные для аудио пентоды типа 1П33С или AL1 при той же детальности образов переигрывают 2А3 по музыкальности и всеядности в отношении жанров. И другая причина диферамбов в отношении триодов – тоже теоретическая, но имеющая важное практические применение – усилитель на триоде из-за более низкого выходного сопротивления намного менее требователен к акустике и может играть с фактически предназначенной для транзисторных усилителей многополосной акустикой со сложным импедансом. Но тем не менее, это не решает проблемы снижения качества звучания на малой громкости.  Мое мнение – при правильном подборе акустики, пентоды ( тетроды ) в выходных каскадах УНЧ предпочтительны.  В подтверждение этих слов – ссылочка на статью Агеева в журнале Радио http://www.caraudio.ru/articles/radio/intermod.htm.

Миф третий. Звучание УНЧ улучшается, если выходное сопротивление предшествующего каскада ( предусилителя, фонокорректора, тюнера и т.п. ) будет как можно меньше, а входное сопротивление УНЧ или последующего каскада будет как можно выше ( отчасти этот миф перекликается с первым упомянутым выше  ). Этот миф как и два предыдущих также идет из теории. Понятно, что при этом снижаются потери, минимизируются гармоники, облегчается работа выходного каскада на линию ( в случае наличия межблочных кабелей ). Но это верно с точки зрения теории для синусоидального моносигнала. Но музыка это не моносигнал. И не механическая сумма моночастот. Это очень сложная, мало поддающаяся точному математическому анализу волновая  система. Я бы сказал это поток синусоид различной частоты, амплитуды, фазы, который как и все волновые системы способен к интерференции ( интермодуляции ) и дифракции. И задача УНЧ донести этот поток ( точнее, его структуру ) от начала до конца неизменным. А вот значительные перепады импеданса нарушают структуру этого потока. Поэтому, например, не стоит ставить в конце фонокорректора катодный повторитель на 6Н30П, если у вас входное сопротивление УНЧ 100 Килоом. Особенно плохо на передачу объема звуковых образов оказывает использование катодного повторителя ( 100 % ООС ) в комбинации с его очень высоким входным сопротивлением. Одним из немногих элементов, способных сохранить структуру звукового потока при значительном перепаде импеданса является трансформатор – именно поэтому японцы уделяют так много внимания конструированию этих устройств, и с успехом применяют их не только на выходе ламповых УНЧ, но и как межкаскадный. Как итог – схема качественного УНЧ, способного донести до слушателя все нюансы, включая такие понятия как объемность, глубина и ширина сцены, детальность образов – не должна иметь значительных перепадов импеданса между каскадами. Нарушить структуру музыкального потока также может глубокая ООС, но об этом – отдельный разговор.

Миф четвертый. ООС убивает звук.  Причина появления этого мифа не совсем понятна, но может быть она кроется в том, что в философии назывется отрицанием отрицания, или говоря проще, похмелье после повального увлечения УНЧ с ООС в конце прошлого столетия. В 80-е – 90-е годы в журнале Радио трудно было найти схему УНЧ, в которой бы авторы не преподносили бы наличие глубокой и/или многопетлевой ООС как средство повышения качества усилителя.  Прошло время, и теперь, когда выяснилось, что с ООС все не так хорошо, как это казалось, теперь апологеты хай-энда ударились в другую крайность – никакой ООС вообще !  Конечно, это намного проще – не надо рассчитывать фазовые смещения и бороться с самовозбуждением – просто не надо делать ООС и все !  Тут некоторых творцов лжехайэнда на триодах без ООС я бы сравнил с незадачливым поваром, который утверждает, что самый вкусный суп получается только из чистой картошки – и никаких там помидоров, капусты, и недай бог, специй !  Мне кажется, что небольшая ( неглубокая ) ООС, особенно в мощных ( и как следствие, многокаскадных )  УНЧ весьма полезна для снижения искажений и повышения стабильности усилителя. И она вовсе не нарушает упомянутый выше звуковой поток, а даже наоборот, иногда вносит в этот поток небольшую, но весьма полезную “реверберацию”. Введение ООС имеет и другое  преимущество – усилитель становится менее чувствителен к подбору компонентов – он уже играет как целостная схема со своим почерком, а не как набор разрозненных деталей или каскадов, на подбор которых можно потратить состояние и массу времени – и так и не прийти к выводу, а что тут на что влияет и от чего же зависит конечный результат… А про воспроизводимость результатов вообще лучше не говорить.

Полумифы. Например, что фиксированное смещение звучит лучше, чем автоматическое. Возможно, для некоторых ламп при прочих равных условиях так оно и есть. Но при равных условиях. Но как их соблюсти ? Откройте любой справочник по лампам. Возьмем, например, 300В. Там черным по белому написано, что максимальное сопротивление сеточного резистора при автоматическом смещении – 250 К, а при фиксированном – 50 К.  Разница в пять раз. Ну как тут “улучшить” звучание классических УНЧ на 300В с автоматическим смещением ? Ведь надо снижать сопротивление сеточного резистора ! Но тогда пошло-поехало – соответственно, в пять раз надо увеличивать емкость межкаскадного конденсатора – это раз, снижать выходное сопротивление предшествующего каскада….- два, и городить отдельную схему питания отрицательной полярности – три….. После такого “улучшения”, которое правильнее назвать основательной переделкой, врядли ваш усилитель будет звучать лучше.   Как минимум, вы столкнетесь с тем, что чувствительность вашего “улучшения” стала ниже, и уже нужен предусилитель…. Или тогда придется проектировать новый, с другой, более крутой лампой на раскачке… Вот вам и улучшение.  А может быть все-таки проще приобрести хороший электролит для катодного резистора и все-таки оставить автоматическое ?  Подумайте ! Кстати, любителям работать с триодами напомню, что они более чувствительны к завышению номинала сеточного резистора ( подозреваю, что именно поэтому у 300В часто горит одна из половинок накала ), в этом отношении пентоды работают стабильнее. Так что это дополнительный аргумент в пользу применения пентодов в оконечном каскаде с фиксированным смещением.

Другой полумиф. Чем выходной трансформатор больше, тем лучше. Причина появления этого мифа наверно лежит там же, где и причина почему так много людей предпочитают ездить по городу на джипах( или ездят в одиночку на микроавтобусах ), или почему” размер имеет значение”. Да, несомненно, что трансформатор значительных размеров будет давать более глубокий бас, однако на этом список его достоинств закончится.  Даже если не говориь о цене или больших затратах материалов и сил на его изготовление, такой трансформатор не сможет обеспечить приемлемой полосы пропускания по высшим частотам, и очень  велика вероятность появления механичесих резонансов в обмотках и сердечнике. К тому же, если учесть магнитные потери в сердечнике, которые неизбежно растут с ростом веса железа ( даже если при этом работать с несколько более низком значении магнитной индукции ) то отсюда следует, что увеличение потерь приведет к снижению детальности в передаче нюансов.  Ниже приведена картинка зависимости потерь в сердечнике в зависимости от величины магнитной индукции. scan104791 И это для одной из лучших марок трансформаторного железа – М6, понятно, что с доступным на рынке железом ОСМ, ТС и т.п положение еще хуже.  Дополнительно на эту тему хочу процитировать место из публикации www.gendocs.ru/v4971/?download=3

Потери энергии при перемагничивании

Это необратимые потери электрической энергии, которая выделяется в материале в виде тепла.

Потери на перемагничивание магнитного материала складыва­ется из потерь на гистерезис и динамических потерь.

Потери на гистерезис создаются в процессе смещения стенок доменов на начальной стадии намагничивания. Вследствие неодно­родности структуры магнитного материала на перемещение стенок доменов затрачивается магнитная энергия.

Потери энергии на гистерезис

Рг = a*f

где а – коэффициент, зависящий от свойств и объема материала; f – частота тока, Гц.

Динамические потери Рвт вызываются частично вихревыми то­ками, которые возникают при изменении направления и напряжен­ности магнитного поля; они также рассеивают энергию:

Pвт = b*f*f

где b – коэффициент, зависящий от удельного электрического сопротивления, объема и геометрических размеров образца.

Потери на вихревые токи из-за квадратичной зависимости от ча­стоты поля превосходят потери на гистерезис на высоких частотах.

К динамическим потерям относятся также потери на последей­ствие Рп , которые связаны с остаточным изменением магнитного состояния после изменения напряженности магнитного поля. Они зависят от состава и термической обработки магнитного материа­ла и проявляются на высоких частотах. Потери на последействие (магнитную вязкость) необходимо учитывать при использовании ферромагнетиков в импульсном режиме.

Общие потери в магнитном материале

P = Pг + Рвт + Рn

…….”

Заметьте, что во все формулы потерь входит такая величина как объем, которая напрямую связана с массой ( через плотность ).  Причем в формулы входит также частота, иногда во второй степени, что позволяет предположить дополнительные потери информации  в высокочастотном диапазоне.

Пример разрушения мифов – прекрасно звучащий американский двухтактный стерео ( два канала по 35 ватт )  усилитель DYNACO ST-70 на пентоде  EL34,  в котором, кстати, есть и неглубокая ООС.   Я купил его у американского аудио-энтузиста Боба Латино в виде кита и пока у меня переезд мастерской из Риги в Балгале,  собрал мне его мой друг Станислав, за что ему большое спасибо. В отличие от классического аппарата, у него улучшен предусилитель.  Вот схема ( в ней ошибка – конденсатор С5, так же как и С3 должен иметь номинал 0,1 ):

dynaco_st70_vta1

st70_jpeg1

Так вот звук этого усилителя – мощный, но при этом объемный, детальный и динамичный даже на маленькой громкости.  Его можно слушать даже с одной колонкой – создается полное впечатление наличия сцены. Поскольку в нем есть ООС, он не очень чувствителен к замене ламп и конденсаторов. Подбирая лампы, мне удалось получить просто великовлепный, тонально сбалансированный и в тоже время объемный звук с лампами 6П3С-Е вместо EL34  ( благо цоколевка у них одинаковая ). Любителям  развесистого звука понравится EL34  ( или КТ77  ) ОТ JJ – у них приподняты басы и верха.  В качестве фазоинвертора очень хороша 12АТ7WC PhilipsJAN, на е-Вау они продаются по 6 – 8  долларов за шт. Во многом объемность звука зависит от первой лампы, у меня пока вставлена 6201 Valvo, но подыскаваю более дешевую замену.  Межкаскадные С7 и С8 – Мундорф MCap, 35 Евро за 4 штуки, но прекрасно работали и К40У-9 – это редкий случай, когда от замены советских конденсаторов на Мундорф в звуке ничего не изменилось.  Кенотрон – 5АR4 из Китая.  Прозрачность звучания усилителя очень выиграла от подключения его в сеть через сетевой фильтр, видимо по той причине, что никакой фильтрации ВЧ помех по питанию на входе усилителя нет. Сейчас слушаю этот шедевр с недорогими напольными трехполосными колонками Phonar. Для компенсации слабости 6П3С по ВЧ усилитель соединен с колонками посеребряным колоночным кабелем от Qued: http://www.qed.co.uk/173/gb/product/speaker_cables/silver_anniversary-xt.htm. В результате я ненароком получил наконец рецепт ” как готовить 6П3С ? ” – раньше мне из нее ничего путного сделать не удавалось.  Но об этом – отдельная тема.

Comments are closed.