Пока не буду объяснять, с какой такой стати я заинтересовался этим философским вопросом. А вопрос важный, потому что совершенно очевидно, что от ответа на него зависит форма и содержание фундамента, на котором покоится вся наша электротехника и электроника, ессно, с аудио в том числе.
Как всегда я сначала погуглил эту тему и оказалось, что этим вопросом задавались в основном дилентанты, которые по сути мало представляли глубину этой ямы, и поэтому все детские ответы приводить здесь не буду. Хотя забавно, для разминки погуглите сами. Возможно, я и сам в этой теме как бы дилетант, но возможно, кому-то мои рассуждения помогут взглянуть на вопрос по-новому. Кто-то просто повеселится. Тоже неплохо.
Давайте откроем книжку по физике начальной школы и посмотрим, как на это дело смотрит учебник. После общих и чисто описательных рассуждений про эбонитовую палочку и ее электризацию следует основа основ – закон Ома. И тут, на этой стадии уже появляются первые формулы и определения – источник ( разности потенциалов), сопротивление и ток. и заметьте – самая первая формула, которую нам дает учебник, записана в такой форме – ток равен разности потенциалов ( напряжению ) источника, которое нужно разделить на сопротивление. То есть ток – зависит от напряжения и величины сопротивления. Вроде все правильно и логично.
Однако задумаемся над простым вопросом, над которым нам почему-то не предлагает задуматься учебник – а откуда на выводах источника взялась разность потенциалов ? Нам дальше в учебнике конечно нарисуют гидроэлектростанции и ЛЭП, красиво ( но опять описательно ) расскажут как это все работает, но Закон Ома – останется тем же, незыблемым. В университете уже нам объяснят более подробно, с формулами, что в результате вращения рамки в магнитном поле индуцируется ( классная формулировка – в форме возвратного глагола ! ) ЭДС и на выводах появляется разность потенциалов. Вот классно – сама собой вот взяла – и появилась ЭДС ! На самом деле понятно, что первичным актом появления разности потенциалов на выводах генератора является появление электрического тока в рамке. Причем при полном отсутствии какой-либо разности потенциалов на этой рамке в самом начале. И это явление назвается электромагнитной индукцией. На этом принципе, кстати, работают все микрофоны, многие ими пользуются и сейчас. Ха ха ! Я уже подхожу ближе к теме ! Тут многие из вас уже догадаются к чему это я все веду….. Да, и на этом же принципе, опять-таки работают практически все акустические системы ! Итак – ТОК ПЕРВИЧЕН. Давайте примем это за аксиому. Кому это еще не кажется очевидным, начинайте читать ниже – для недоверчивых продолжу доказательную тему после того, как завершу тему аудио применения этого нового для многих из вас откровения о первичности тока. Чтобы не мучать остальных.
В резульате – что мы имеем ? Повторим еще раз – в начале звукового тракта – микрофон, основным принципом работы которого является генерирование электрического тока в результате вибрации мембраны в магнитом поле, потом следует некоторый усилительный тракт, цель которого или просто увеличить мощность сигнала и подать на акустику, или чтобы его записать. То есть записать, чтобы потом воспроизвести, усилить и – опять-таки подать на ту же акустику. В основу принципа работы которой лежат те же электромагнитные явления, только преобразование уже обратное тому, что происходит в микрофоне – ток преобразуется в механическую работу.
И вот теперь самое главное. Усилительный тракт. Посмотрите, сколько копий сломано на форумах относительно этого на первый взгляд простого процесса. И он на самом деле был простой, если бы наши титаны науки не перевернули все с ног на голову в самом начале, объясняя школьнику, а потом еще желторотому студентишке, что разность потенциалов вызывает появление тока. Беда в том, что вслед за этой маленькой ложью ( которую часто обосновывают необходимостью упростить дело для понимания малыша ) следует новая и новая, и, как это часто бывает в жизни, во все эти нагромождения мифов уже начинают верить все, потому что об истинном положении вещей уже никто не может вспомнить. И начинают не только верить, но строить на этом песочном фундаменте целые теории ( например необходимости аудио-усилителя иметь нулевое выходное сопротивление и о демпфировании ДГ ). И попробуйте сегодня кому-нибудь из спецов сказать о порочности современных теорий построения ауодиосистемы – так вас еще и поднимут на вилы – безграмотный еретик ! И это вместо того, чтобы признать ошибочность своих прежних воззрений и повернуться к проблеме лицом – именно учет токовой составляющей усилителя – причем от микрофона до выхода усилителя – должен быть положен в основу проектирования. И тогда все станет с головы на ноги и станет просто очевидным, почему некоторые схемные решения в аудио не работают, а некоторые – на ура. Пример – усилители Сакумы на трансформаторах. Почему их так все любят слушать ? Все очень просто – лампы В КАЖДОМ каскаде сдобрены и по входу и по выходу трансформаторами – а трансформатор – это четырехполюсник, и он согласовывает ( связывает ) высокоомные входы каскадов с общим катодом лампового усилителя по току. Пример негативный – катодный повторитель ( КП ). Многие признают, что КП ухудшает звук. Почему ? Все очень просто – то, чем многие адепты первичности напряжения считают плюсом КП – его очень высокое входное сопротивление – является на самом деле самой существенной его проблемой – в этом месте по сути происходит обрыв переменного сигнала по току и выходной сигнал теряет свойства рожденной в микрофоне волны ( с опережениями и отставаниями тока по фазе ) и далее на усиление проходит только его сильно упрощенная ( еще и зашумленная ) реплика. Поэтому обратите внимание, что КП, у которого на входе или выходе есть трансформатор ( четырехполюсник то бишь ) уже не портит звука совсем. Кто не знал – пожалуйста , я уже поделился с вами рецептом, как правильно готовить КП. И еще пример. Это анодная нагрузка лампы во всеми любимой схеме с общим катодом – звук становится все беднее и неинтереснее по мере замены дросселя на резистор, и далее – на источник тока. Та же история. В последнем случае – источник тока – также как и КП, по сути дает обрыв сигнала по переменному току ( по току, не по наряжению !!! ). Результат схожий с КП. И лечится также.
Пример из акустики. Как по-вашему усилитель напряжения может “управлять” динамиком, который имеет довольно высокую индуктивность ? По сути, если говорить корректно, он этого сделать не может в принципе. Но современного теоретика на драной козе не объедешь ! Он тут же, чтобы свести концы с концами, придумал новый красивый, колоссально наукоподобно звучащий термин – демпфирование ! То есть усилитель должен не только раскачивать мембрану динамика, но каким-то чудесным образом, предугадывая амплитуду, импеданс и частоту, чтобы поглощать возникающую ЭДС самоиндукции катушки басового динамика ! Почитаешь всю эту лабуду и становится понятно, отчего такая несусветная сумятица творится в рядах строителей усилителей и акустики – перед первыми стоит задача сделать усилитель с нулевым ( или уже многие дошли даже до отрицательного !!! ) выходными сопротивлением, а проектирующий акустику должен угадать, каким таким чудесным способом усилитель, к которому подключат его “теоретическое”, по сути – висящее в воздухе творение будет подавлять возникающее противление динамиков грубому воздействию прилагаемой усилителем разности потенциалов. Которая, как их учили в школе и университете – первична.
Из всего сказанного выше можно сделать один вывод – усилитель аудиосигнала должен усиливать не только напряжение, но и ток. Причем одновременно, в каждом каскаде. Даже не так – прежде всего – ток ! И только если нам нужно повышение мощности – тогда усиливать и напряжение. Все становится на место, если усилитель аудиосигнала будет не источником напряжения с нулевым выходным сопротивлением, а источником тока. Как его сейчас называют ИТУН. Он-то легко справится с ЭДС самондуции динамика. Вернее, в этом случае вообще даже не может возникнуть вопрос на эту тему и демпфировать будет просто нечего. Тут, правда появляются не горизонте другие тучки в виде согласования импеданса усилителя и нагрузки ( колонок ), но товарищи теоретики с тяп-ляп строителями акустики – давайте не будем отлынивать от своих обязанностей и делать корректно ту работу, которую все равно нужно делать ! Все равно, пока вы будете стоять на первичности разности потенциалов, вы никогда не добъетесь согласования любого усилителя с любой колонкой – для уровня высокого конца это просто утопия ! Для бум-тыц – да, это более менее подходит и для неискушенного рядового потребителя даже выглядит вполне наукоподобно, но не более того. Почему же так все получается ? Все просто – для любого производителя усилителей и колонок современная основанная на первичности напряжения теория построения аудиотехники – это вообще рай ! Бацай что заблагорассудится, пиши в спецификациях красивые цифири, абы сбагрить побыстрее – а что дальше – не моя печаль ! Пусть тычутся аки слепые котята, покупают горы этого барахла, кто с руками пусть проектируют и пилят сами и после бьются ( это адаптированный перевод 🙂 ) на форумах – отчего же так все криво выходит ?!
Теперь продолжение ряда доказательств о первичности тока. Для недоверчивых. Про ЭДС индукции на ГЭС я уже упомянул. А дальше – придется вам вспомнить уравнения Максвелла на которых построена вся теория электромагнетизма. Врашающаяся в магнитном поле рамка пересекает магнитные линии поля и вихревое магнитное поле вызывает движение электрических зарядов в рамке. Это и есть электрический ток. Переменный электрический ток, потому что после одного полуоборота рамки направление вихревого поля меняет знак. И в четвертом уравнении Максвелла электрический ток уже фигурирует как переменная. Из этого уравнения по сути и выводится закон Ома. Который, как мы видим в школьном учебнике уже вывернут наизнанку, рождая ложное представление о первичности напряжения как причины протекания тока.
Схожая ситуация в аккумуляторах, батарейках и солнечных панелях, хотя физическая природа появления тока там другая. В аккумуляторах и батарейках электрический ток появляется в результате потекания внутри электролита на границе с электродом электрохимического процесса окисления – восстановления, который и служит генератором, и происходит это, опять же, без начального участия разности потенциалов. Схожий процесс происходит в полупроводнике солнечных панелей – яркий солнечный свет своей энергией выбивает электроны ( носители тока ) из атомов полупроводников и на рубеже p-n перехода возникет электрический ток, который и приводит к поляризации и росту разности потенциалов на выводах. Я так думаю, что примеров достаточно.
Так и хочется напоследок воскликнуть – да здравствует ИТУН ! Однако давайте не будем торопиться. Это только начало. Ибо в настоящем аудио по сути нет источников, которые были были источниками напряжения. Значит – да здравствует ИТУТ 🙂 ? Вам смешно, но кто знает, может это и есть наше светлое будущее в высоком конце. Ессно, если раньше не сбудется грустное пророчество фильма “Кин-дза-дза” ( “скрипач не нужен” ). Пока, к сожалению, сбывается….
В качестве драйвера я на этот раз выбрал более благозвучную ( и более линейную в пентодном включении ) чем 4П1Л лампу 10Ж12С – аналог знаменитой американской WE310А. Катодный резистор R3 сознательно не зашунтирован, хотя он и дает некоторую ООС, однако величиной его сопротивления по сравнению с внутренним сопротивление пентода можно пренебречь. В этом, кстати, еще одно преимущество пентода перед триодом – в случае триода резистор аналогичного номинала уже вносил бы очень значительную ООС и его пришлось бы шунтировать электролитом. А любой электролит в аудио цепях, на мой взгляд, это серьезный компромисс. Поэтому я стараюсь их ставить минимальное количество, а если уже без этого не обойтись ( как в случае БП и развязок по питанию ), то приходится выбирать самое лучшее. Например, конденсатор С4 – Rifa ( белого цвета ). По моему наблюдению, шунтирование плохих электролитов пленкой не особо спасает – паразитная индуктивность и высокий импеданс дешевых электролитов все равно делают свое черное дело.
