Легендарные усилители – историческая анатомия трендов: “холодный” транзисторный звук

По многочисленным просьбам, мы заново открываем цикл “легендарные усилители”, чтобы продолжить рассказ о самых внушительных разработках в области усилительной техники, появившихся за последние семьдесят лет.

Некоторые из наших читателей справедливо отметили, что, несмотря на наш скепсис в отношении т.н. “лампового звука”, в этом цикле мы уделили пренебрежительно мало внимания полупроводниковым разработкам. Этот пост исправит такую вопиющую несправедливость.

Да простят меня любители “теплой ламповости”, но на самом деле полупроводниковых УМЗЧ, признанных схемотехническими шедеврами, инженерами, меломанами и аудиофилами, значительно больше, чем ламповых.

Quad 303 — полупроводниковая легенда 60-х

Считается, что в первое десятилетие массового применения полупроводников в усилительной схемотехнике (т.е. в 1960-е годы) не существовало устройств, которые могли бы быть сравнимы с ламповыми по верности воспроизведения. Несмотря на это расхожее убеждение, мне знакомо несколько таких устройств, лучшим из которых, пожалуй, является Quad 303.

Этот усилитель многие называют вершиной развития транзисторной схемотехники в 60-е. По утверждениям аудиоинженера Питера Бройнингера, именно схемотехника Quad 303 заложила основы того, что будет с успехом применятся еще пару десятилетий.

Номинальная мощность УМЗЧ составила 45 Ватт на канал вне зависимости от номинального сопротивления АС (в диапазоне 4 ~ 16 Ом), что очень внушительно для 1968-го года (тогда такой мощностью могли обладать концертные системы).

В те годы этот УМЗЧ имел репутацию универсального устройства, которое могло использоваться как профессионалами, так и рядовыми меломанами. Особое место занимала лимиттерная защита, которая позволяла устройству длительно бесперебойно работать при большой нагрузке.

Создателям Quad 303 удалось снизить THD и IMD настолько, что современникам было тяжело их точно измерить.

Основные характеристики устройства следующие:

• Выходная мощность: 45 Вт;
• Частотный диапазон: 30 Гц ~ 35 кГц;
• THD: 0,1%;
• Входная чувствительность: 0,5В;
• Соотношение сигнал/шум: 100 дБ;
• Ширина: 120 мм; Высота: 159 мм; Глубина: 324 мм; Вес: 8,2 кг.

Достаточно быстро пользователи поняли преимущества двойного моно и стали использовать Quad 303 парами, как 2 моноблока. Дело в том, что по свидетельствам современников устройство одинаково стабильно работало как в стерео, так и в моно-режиме.

Krell KSA-100 — шедевр радиолюбителя

К началу 1980-х репутация транзисторных систем упала ниже плинтуса. Если не считать Ampzilla и ещё пару монстров от крупных производителей типа Mark Levinson, которые не могли упасть в грязь лицом, на рынке не было достоверно звучащих транзисторных усилителей. Пользователи того времени, судя по публикациям в архивных журналах типа Stereophile, жаловались на то, что транзисторное усиление искажает звук едва ли не сильнее, чем это делают несовершенные акустические системы того времени.

Среди энтузиастов были люди, которые верили (как оказалось небезосновательно) в будущее “кремниевого” звука и полупроводников в Hi-Fi, среди них был Дэн Д'Агостино. Можно сказать, что транзисторный High End начинался именно с этого аудиоинженера. Сегодня этого парня знают как пафосного и авторитетного героя со страниц аудиофильской прессы, одного из опытнейших экспертов по бескомпромиссной схемотехнике.

поздняя версия KSA-100S

Всё началось со страстного увлечения, которое почти не приносило доходов. Радиолюбитель и аудиоинженер-энтузиаст был убежден в том, что можно создать транзисторный УМЗЧ, превосходящий ламповые как по объективным характеристикам, так и по субъективно определяемым параметрам. Таким усилителем стал Krell KSA-100.

KSA-100 mk2

Разработка устройства была начата в 1979-м году, а уже в 1981-м KSA-100 получил главный приз на Международной выставке потребительской электроники «Consumer Electronics Show» (CES). Об особенностях схемотехники лучше расскажет схема, которая стала отправной точкой для очень многих любительских и профессиональных разработок на западе.

Применение высококачественных компонентов и нетривиальные для своего времени схемотехнические решения позволили добиться следующих характеристик:

• Мощность: 100W (8 Ом — 20 dBW);
• Частотный диапазон: 20Hz–20kHz;
• Неравномерность АЧХ: +0.0/–1dB (20Hz–20kHz), +0.0/–3dB (1Hz–150kHz);
• THD: <0.1%, 1kHz; <0.5%, 20kHz (при полной мощности);
• Скорость нарастания выходного напряжения: 100V/µs;
• Входная чувствительность: 1.4V RMS;
• Демпфинг: >60;
• Входное сопротивление: 47 кОм.

Необходимо отметить, что устройство выпускалось на протяжении двух с лишним десятилетий, а цена на него несколько раз менялась, до 1994-го года она неуклонно росла, достигнув пика в $5500. Эксперты таких изданий как “The Absolute Sound”, “Stereophile” и “What hi-fi” не стеснялись в выборе эпитетов, описывая заслуги автора кремниевой легенды. В одной из таких пафосных статей Д'Агостино назвали “человеком, который доказал, что полупроводниковые усилители способны бесподобно воспроизводить музыку”, что в целом соответствует действительности.

Цифровой усилитель TacT Millennium — High End класса D

Датчанин Питер Лингдорф — незаурядный датский инженер, сооснователь и один из ведущих разработчиков компании TacT (известной сегодня как «Lyngdorf Audio ApS») создал легендарный для своего времени TacT Millennium. Фактически, это та разработка, которая заставила по-другому посмотреть на усилители класса D, причем даже самых упрямых аудиофилов притязательных филофонистов.

Дело в том, что большинство ранних усилителей класса D помимо высокого КПД славились отвратительнейшим звуком. Такое низкое качество воспроизведения часть современников раннего интегрального усиления списывало на несовершенство технологии. Прочие и вовсе говорили о невозможности создать сколько-нибудь приличный усилитель в этом классе.

Предположительно в 1997-м году Лингдорф решил разрушить расхожие стереотипы про возможности цифры и класс D. Он начал копаться в особенностях широтно-импульсной и импульсно-кодовой модуляции, экспериментировать. Позже создал компанию TacT для выпуска устройств, которые принципиально отличались от всего, что в то время было представлено на рынке.

В результате своих изысканий Лингдорф пришел к выводу, что для получения высокой верности воспроизведения с классом D, необходимо применять метод кодирования аналогового сигнала с использованием повышенной частоты дискретизации, а именно 352,8 кГц (разработчик явно брал с запасом, чтобы впечатлить современников).

В этом методе достаточный динамический диапазон достигается при малой разрядности квантования. Благодаря такой частоте вероятные ошибки квантования, сиречь шумы и искажения цифрового сигнала, сдвигаются в высокочастотную область, далеко за границы человеческого восприятия.

По сути усилитель представляет собой ЦАП с аналоговым оконечным каскадом, поэтому в спецификациях к этому устройству значится надпись “digital input only”.

Результаты контрольных измерений характеристик устройства не могут не обрадовать ратующих за высокую верность воспроизведения:

• Мощность (RMS), 4 Ом, 2 x 300W, 1 KHz, 0.1% THD+N
• Мощность (RMS), 8 Ом, 2 x 150W, 1 KHz, 0.1% THD+N
• Номинальное сопротивление 4 — 8 Ом
• Частотный диапазон 0.3Hz-33KHz -3dB points, 8Ом
• Частотный диапазон 20Hz-20KHz -0dB/+0.2dB, 8Ом
• THD+N: 0.01%, 1W/8 Ом
• THD+N: 0.015%, 1W/4 Ом
• THD+N: 0.06%, 100W/8 Ом
• THD+N: 0.02%, 300W/4 Ом
• Отношение сигнал/шум: 113 dB, Ref. 200 /8 Ом
• Динамический диапазон: 140 dB, Ref. 200 W/8 Ом
• Разделение каналов n 100 dB 1 KHz, 200 W/8 Ом

На основании описанных выше характеристик «The Absolute Sound» и один из его контрибьюторов — Роберт Грин включили TacT Millennium в десятку лучших усилителей мира.

Думаем, людям, которые ноют про “мертвую цифру” и “этот отвратительный класс D”, будет интересно узнать, что Роберт Грин (Robert E. Greene) одинаково авторитетный как в среде аудиоинженеров, так и среди технически подкованных аудиофилов, признанный авторитет в области обзоров ламповых УМЗЧ, считает одним из лучших усилителей в мире — цифровой усилитель, работающий в классе D.

Итог

В этом посте мы постарались собрать наиболее знаковые транзисторные усилители, которые доказали состоятельность полупроводниковой схемотехники еще в далекие 60-е, 80-е и нулевые. Во многом мы хотим продемонстрировать этим постом, что верность воспроизведения зависит далеко не от наличия в усилителе вакуумных приборов. Истинная причина интереса к лампам скорее в ностальгии по времени, когда “солнце светило ярче и трава была зеленее”, маркетинговой мифологизации ТЛЗ и редким случаям рационального использования, например, с электростатическими наушниками.