Автор: Алексей Васильев

Казалось бы, радиолампы остались в далеком прошлом и в век новых технологий представляют разве что историческую ценность. Но сейчас во всем мире растет интерес к использованию радиоламп в аппаратуре, и связано это, как ни странно, с цифровыми технологиями в звукозаписи. Подход истинных ценителей качества звука к оценке аппаратуры во многом похож на подход гурманов. В самом деле, разве настоящим ценителям вкусной еды есть дело до скучных выкладок, сколько витаминов и микроэлементов, а также жиров и углеводов содержится в блюдах, подаваемых в лучших ресторанах?

С недавних пор особенно «вкусным аудиоблюдом» считается звучание ламповой аппаратуры. Самые тонкие ценители за огромные деньги покупают модели на лампах или даже делают заказы на их штучное производство. И никто, наверное, уже не вспоминает, как всего два десятилетия тому назад на помойки выбрасывались ламповые радиолы и телевизоры. И вот эта техника возвращается, причем уже в качестве атрибута престижа. Что это - просто модное увлечение или же техника, как иногда бывает, развиваясь по спирали, сделала очередной круг и привела нас опять к лампам?

История

Усилительная радиолампа была изобретена в 1906 году американцем Ли Де Форестом. В этом году изобретению, которое в свое время произвело настоящую революцию в технике, исполняется 100 лет. С началом серийного выпуска радиоламп стали возможны радиовещание и телефонная связь на большие расстояния. В 20-х годах появляются первые радиоприемники на лампах. Затем усилители на лампах начинают использоваться в электропроигрывателях. Расцвет ламповой техники пришелся на 50-е годы. В это время радиоприемники, проигрыватели и телевизоры превратились в по - настоящему массовые продукты. Но тогда же, в 50-х годах, у радиолампы появился соперник: началось производство полупроводниковых усилительных устройств - транзисторов. Поначалу транзисторы использовались только в переносной технике, где были важны такие их преимущества, как малые размеры и скромные потребности в электроэнергии. В 70-х годах в аппаратуру начинают внедряться интегральные микросхемы.

В одной микросхеме размером с почтовую марку помещались сначала десятки, потом сотни (а теперь уже и миллионы) транзисторов. Стало легко реализовывать функции, которые для ламповой техники неприемлемы. С появлением микросхем в аудиовидеоаппаратуре начали использоваться цифровые технологии. Однако вплоть до середины 70-х годов ламповая аппаратура превосходила устройства на полупроводниках как минимум по двум параметрам. Во-первых, максимальная выходная мощность у ламповых усилителей была выше. Во-вторых, они вносили меньше искажений в сигнал. Вот почему до середины 70-х годов высококачественная аудиоаппаратура делалась исключительно на лампах. Кроме того, выпускалась комбинированная аппаратура, где большинство узлов выполнено на транзисторах, но там, где были необходимы большая мощность и большое напряжение, использовались лампы. У транзисторов выше коэффициент полезного действия. Это значит, что при равной потребляемой мощности у транзисторного усилителя выходная мощность выше, чем у лампового. Возможности электропитания в обычной квартире не безграничны, поэтому в итоге транзисторная аппаратура обогнала по выходной мощности ламповую.

Последним оплотом ламповой техники были телевизоры. Ламповые телевизоры выпускались вплоть до конца 80-х годов. Замену ламп на транзисторы и микросхемы подстегнуло цветное телевидение. Уже столь сложное устройство, как цветной телевизор, будучи выполненным на лампах, оказывается недостаточно надежным и потребляет очень много электроэнергии. Но в индустрии звукозаписи в начале 80-х годов произошли события, которые заложили основу для триумфального возвращения радиолампы. К ним мы еще вернемся, а пока посмотрим, что же происходило за пределами мира бытовой радиоаппаратуры.

Военное направление

Если в аппаратуре для широкого потребления, начиная с 50-х годов, шел процесс активного перехода на полупроводники, то оборонная промышленность как в СССР, так и на Западе, продолжала создавать новые образцы аппаратуры на лампах. Мало того, сама конструкция лампы продолжала совершенствоваться. Привычные всем нам радиолампы для гражданского применения представляют собой «бочонки» диаметром 2-3 см и длиной около 6 см. Громоздкость усугубляется тем, что для радиолампы нужен еще специальный разъем (так называемая панелька), в который она вставляется. Это позволяет быстро заменять лампу, ведь к такой процедуре приходится прибегать довольно часто. Однако в 50-х годах для военных целей были созданы радиолампы нового типа - так называемые нувисторы. Время службы нувистора сопоставимо с временем службы транзистора. Это значит, что можно обойтись без панелек и впаивать нувисторы непосредственно в монтажную плату, точно так же, как и другие радиодетали. Были разработаны и другие технические решения, позволившие сделать радиолампы более компактными, экономичными и надежными. Создавались военные рации на лампах размером с обычный переносной приемник на транзисторах. Бортовая аппаратура военных самолетов также создавалась на радиолампах. Причины, по которым военные в разных странах отдавали предпочтение радиолампам, были связаны отнюдь не с их консерватизмом. Просто ламповая техника долгое время больше подходила для специфики военного применения, чем полупроводниковая. Так, выпускавшиеся в 50-60-х годах транзисторы были очень чувствительны к изменению температуры. Но самая главная причина заключается в том, что ламповая техника лучше приспособлена к ядерной войне.

При ядерном взрыве создается мощный электромагнитный импульс, который способен вывести из строя аппаратуру на полупроводниках. А вот радиолампы вполне способны его выдержать. Радиация также губительна для полупроводниковой техники, но почти не действует на радиолампы. Такова была ситуация по крайней мере вплоть до 80-х годов. Как обстоит дело сейчас, смогли ли создать транзисторы и микросхемы, способные работать в условиях ядерной войны, неизвестно. По понятным причинам эта информация засекречена. Тем не менее времена «холодной войны» подарили нам множество интересных решений в области ламповой техники. В силу своей дороговизны они тогда не использовались в аппаратуре широкого применения. Но сейчас производители high-end-аппаратуры активно используют наработки прошлых лет.

В начале 80-х годов появился CD, который стал первым массовым цифровым носителем для записи звука. Сначала продвижение CD было четко ориентировано на людей, серьезно увлекающихся музыкой. И здесь не обошлось без некоторых накладок. Меломаны покупали CD-проигрыватели, подключали к ним имевшиеся транзисторные усилители, изначально предназначенные для работы с проигрывателями для «винила» и... испытывали разочарование. Сигнал, выходящий из винилового проигрывателя,гладкий, его динамический диапазон (то есть соотношение между мощностями самого громкого и самого тихого звуков) был сужен при записи, чтобы поместиться в дорожку пластинки. Транзисторный усилитель хорошо справлялся с таким сигналом. А что получалось на выходе CD-проигрывателя? Динамический диапазон широкий, в сигнале много резких перепадов. Работая с таким сигналом, транзисторный усилитель вносил в него значительные искажения. И вот в какой-то светлой голове возникла мысль, а не подсоединить ли CD-проигрыватель к ламповому усилителю? На первый взгляд такое решение выглядело дикостью - подключить ультрасовременное устройство к аппарату, выполненному из компонентов, признанных морально устаревшими. Но результаты превзошли все ожидания - получилось чистое звучание, CD смог раскрыть свои богатые возможности. Вопреки расхожему мнению, именно появлению CD, а не ностальгической моде на «винил», и обязана радиолампа своим триумфальным возвращением. В 80-е годы американские меломаны в основной своей массе перешли с «винила» на CD. Соответственно возник большой спрос на ламповые усилители. Но к тому моменту производство радиоламп для широкого применения в США уже было прекращено. Где можно было найти радиолампы? Оказывается, в СССР и Китае.

Неповоротливая советская электронная промышленность продолжала производитьрадиолампы в большом количестве. Что касается Китая, то в 80-е годы он еще плелся в хвосте прогресса в электронной промышленности, и там радиолампы тоже производились. Было создано американо-советское предприятие Sovtek, которое начало поставлять советские радиолампы в США. И до сих пор этот бренд занимает серьезные позиции на американском рынке радиоламп. Сейчас аппаратуру на радиолампах Sovtek производит, например, американская компания Conrad - Johnson. Кроме Sovtek в продукции американских фирм широко используются радиолампы знаменитого Санкт - Петербургского завода «Светлана». Причем выбор на продукцию предприятия из бывшего СССР пал не из-за цены, а потому, что оно обеспечивает высокое качество звука. Существуют и отечественные производители ламповых усилителей. Главным образом это небольшие фирмы, которые выпускают аппаратуру мелкими партиями или по индивидуальным заказам.

Секреты лампового звука

На заре развития транзисторной техники объяснение тому, что лампа звучит лучше, было простое - полупроводниковые приборы были тогда еще небезупречны. Но шло время, транзисторы совершенствовались, и прежнее объяснение феномена лампового звука вызывало все больше вопросов. В самом деле, коэффициент нелинейных искаженийу современных моделей высококачественных транзисторных усилителей составляет 0,01 - 0,001%. А у лампового усилителя по самому принципу его действия нелинейные искажения составляют более 0,5%. Конструкция большинства ламповых усилителей устроена таким образом, что сигнал на акустическую систему подается через выходной трансформатор. Это ухудшает воспроизведение глубоких басов. Ламповому усилителю с трудом дается воспроизведение динамичных моментов в музыкальных произведениях. Тем не менее звучание ламповой аппаратуры субъективно воспринимается как более приятное по сравнению с транзисторной. На первый взгляд это парадокс - пользователь субъективно оценивает более высоко устройство, у которого технические характеристики хуже. Но существует и четкое научное объяснение этому феномену. Да, современный транзистор вносит меньше искажений в сигнал, чем радиолампа. Но это искажения различного типа, и то, как изменяет сигнал радиолампа, более терпимо воспринимается человеческим слухом. Радиолампа при усилении добавляет в сигнал четные гармоники. Субъективно слух воспринимает звучание, в котором есть четные гармоники, как более теплое. В том, что такие гармоники неизбежно добавляются при усилении, естественно в разумных пределах, есть даже польза, потому что звучание становится более приятным для слуха. Кроме того, ламповый усилитель добавляет от себя главным образом гармоники низкого порядка (в основном 2 и 4), которые вызывают у слушателя меньше раздражения, чем гармоники высокого порядка. Для транзистора характерно добавление в сигнал в основном нечетных гармоник.

Наш слух воспринимает звук, обогащенный нечетными гармониками, как более резкий. К тому же транзисторы дают гармоники высокого порядка (7 и даже выше), которые раздражают слух. Таким образом, приятное звучание лампового усилителя создается во многом за счет «приправы» в виде дополнительных четных гармоник. Возможно, дополнительные четные гармоники даже частично маскируют нечетные, которые могут возникнуть, например, в результате погрешностей при цифроаналоговом преобразовании сигнала с CD. Еще одним фактором, определяющим разницу между звучанием ламповой и транзисторной аппаратуры, является ограничение сигнала. Для транзисторного усилителя характерно жесткое ограничение. В результате «выбросы» громкости, которых много именно в сигнале с CD, сопровождаются хорошо слышимыми щелчками. В ламповом усилителе мягкое ограничение, которое не так заметно.

Имитация «Лампового» звука

Возникает вопрос: если особенности «лампового» звука сводятся к добавлению новых компонентов в сигнал, неужели нельзя это как-то имитировать современными средствами? Действительно, это возможно. В некоторых профессиональных транзисторных усилителях для электрогитары имеются специальные цепи, имитирующие искажения, характерные для радиоламп. Для популярной компьютерной программы для воспроизведения музыки WinAmp используются плагины, обогащающие сигнал четными гармониками. Но применение компьютерной обработки сигнала или же специальных цепей на транзисторах дает пока более скромные результаты, чем прохождение сигнала через ламповый усилитель. Дело в том, что после обработки в цифровой форме сигнал поступает на цифроаналоговый преобразователь, который вносит потом свои искажения. Что касается цепей на транзисторах, то они могут обогащать сигнал четными гармониками, но при этом все равно добавят еще и нечетные. А ламповый усилитель доводит сигнал до нужной кондиции без «побочных эффектов».

Перспективы

Станет ли нынешний интерес к ламповой технике кратковременным увлечением или же радиолампа вернулась всерьез и надолго? В аппаратуре высокого класса лампы будут использоваться достаточно долго. По крайней мере до тех пор, пока усилители, дающие «теплый» звук за счет комбинации транзисторов трех типов, не станут значительно дешевле. Но, даже если это случится, производители ламповой аппаратуры без работы не останутся. Ведь, покупая такую технику, люди платят не только за прекрасный звук, но и за приобщение к легенде.