Сколько нужно гармоник?

Цитата из журнала Russian Digital за февраль 2006

"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 искажений у современных моделей высококачественных транзисторных усилителей составляет 0,01-0,001%. А у лампового усилителя по самому принципу его действия нелинейные искажения составляют более о,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 цифро-аналоговом 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.
КУДА СТАВИТЬ ЛАМПУ?
Полностью ламповый усилитель — это все-таки громоздкое устройство, сложное в эксплуатации. Поэтому сейчас конструкторы аппаратуры все чаще идут на компромисс. Лампа используется на ступени предварительного усиления. Например, в CD-проигрывателе Musical FidelityA5 CD сигнал перед подачей на линейный выход усиливается радиолампами. На входе усилителя мощности Musical Fidelity kW500 также установлены лампы. При этом выходные каскады выполнены на транзисторах. Это позволяет развить большую выходную мощность, делает звучание более динамичным и обеспечивает лучшее
воспроизведение басов. Действительно, радиолампа при предварительном усилении сигнала буквально творит чудеса. Звучание приобретает характерный «ламповый» оттенок. Благодаря мягкому ограничению сигнала подавляются всевозможные «выбросы» уровня в сигнале, что защищает от жесткого ограничения в усилителе мощности."

Ту мне стало многое понятно.

После прочтения таких текстов действительно возникают только вопросы.


Разумное утверждение. Но при таком уровне КНИ рассуждения о типе и порядке гармоник теряют смысл. Не знаю как вы, а я на простой синусоиде 100 Гц невслепую слышу 10-ю (!) гармонику, только если она выше 5%. На 1кГц - 0.2%. Вслепую должно быть еще выше. Плюс, низшие гармоники больше маскируются основным сигналом и менее различимы.

Подобные цифры я находил также на википедии.

Никто так у себя не мерил? Было б очень интересно сравнить.


Правильно.


На нормальном CD нет никаких особенных «выбросов» громкости. Иногда даже кажется, что их на студии чрезмерно компрессуют. Для бумбоксов, наверное.

quote], ...сопровождаются хорошо слышимыми щелчками. [/quote]

Чтобы современный 200Вт усил в клиппинг загнать, надо еще постараться.  Это как раз из той поры когда "полупроводниковые приборы были ... еще небезупречны" и усилители были дохлые.

Вот я и говорю - надо постараться.

Вот результаты замера усилка SONY 505ES.
Это большой и тяжелый усилитель конца 80-ых. Сделан очень качественно в Японии. Заявленная номинальная мощность - 105Вт на 4Ом.
Итак. На 1Вт уровень гармоник не превышает 0,006%. Интермоды уходят за предел моих возможностей измерения - 0,02%.
По спектру гармоники ложаться очень гладко. Высоких порядков нет.
Увеличиваем мощность до 25% от номинала. Это, заметьте нормальная мощность для прослушивания. Меряем под активной нагрузкой 4Ом.
Гармоники - 0,26%, интермоды - 0,69%.
Спектр гармоник ужастен. Гребенка идет ровно, без спада по уровню вплодь до 9-11(!!!) гармоники.
Слышно это дело великолепно и воспринимается как резкий, грязный звук, потеря микродинамики и т.д. и т.п.
Более того, на приличных мощностях явно заметен характерный треск на ВЧ (видимо из-за ограничения).
Кстати, коэффициент демфирования усилка оказался не более 30...
Замечу, что этот аппарат далеко не плох и легко уделывает любую современную бетжетную технику. Вот такие пироги.