Лампы против транзисторов

 Подборка: Daemon

Электронная лампа (триод) была изобретена Л. де Форестом в 1906 г. и более полувека оставалась основным элементом всей радиоэлектронной аппаратуры, включая первые компьютеры. За это время было внедрено в практику множество усовершенствований (количество электродов могло достигать восьми!), позволяющих применять электронные лампы в самом широком диапазоне частот и мощностей. В 1948 г. У. Шокли, У. Браттейн и Дж. Бардин изобрели транзистор, что привело к революции в электронике. Прибор, по свойствам похожий на ламповый триод, имел в сотни раз меньшие размеры и потреблял в сотни или тысячи раз меньшую мощность, не требовал накала и мог работать при напряжениях всего в несколько вольт. Первые транзисторы были маломощными и низкочастотными, поэтому начало их применения связано со звуковоспроизводящей аппаратурой. Естественно, полупроводниковые приборы-новички не могли состязаться по качественным характеристикам с прошедшими многолетнюю эволюцию лампами. Поэтому неудивительно, что первые звуковые устройства на транзисторах оказались не на высоте. Более того, был замечен эффект так называемого «транзисторного звучания»: из двух усилителей, имеющих одинаковый коэффициент гармонических (нелинейных) искажений, ламповый звучал существенно лучше транзисторного. Отсюда берет начало немало слухов и легенд о ламповой звуковой технике, в частности, нередко приводятся мнения известных гитаристов, предпочитающих ламповые усилители транзисторным.

Впрочем, феномен «транзисторного» звучания отнюдь не является выдумкой меломанов и имеет вполне определенное обоснование с точки зрения, как физики, так и физиологии человеческого слуха. Нелинейные искажения - это бесконечный ряд частотных составляющих, возникающих в нелинейном тракте и отсутствующих во входном сигнале. Коэффициент нелинейных искажений - число, характеризующее суммарную мощность гармоник. Естественно, одно и то же число может быть получено при разных спектрах гармонических составляющих, однако ухо обладает неодинаковой чувствительностью к различным гармоникам. Данные биофизических исследований свидетельствуют о том, что, с одной стороны, высшие гармоники более заметны на слух, чем низшие, а с другой - нечетные гармоники неприятнее четных. Если звук с выраженными нечетными гармониками можно характеризовать как резкий, жесткий, то четные гармоники, напротив, придают звуку теплоту и мягкость. Поэтому для электромузыкальных инструментов, изначально бедных гармониками, привнесение дополнительных четных гармоник может привести к улучшению тембра звука, в то время как для звуковоспроизводящей аппаратуры любые искажения - зло. В отличие от ламповых усилителей, для транзисторных характерны как раз большая доля высших гармоник и ярко выраженное преобладание нечетных гармоник над четными. Впрочем, последнее отчасти определяется более низким напряжением питания транзисторных схем. Именно эти эффекты и объясняют природу «транзисторного» звучания.

Но техника не стоит на месте. Совершенствовалась как элементная база (увеличение предельных частот и мощностей транзисторов, изобретение полевых транзисторов), так и схемотехника (например, замена резистора генератором тока из двух-трех транзисторов практически исключает недостатки, связанные с низковольтным питанием). Поэтому если ламповый усилитель с Кг=1% по-прежнему звучит лучше транзисторного с таким же коэффициентом, то транзисторному с Кг=0,01% он уже явно будет уступать.

Жидкие кристаллы были открыты в 1889 г., а промышленное применение дисплеев на их основе насчитывает уже более четверти века, тем не менее наилучшую цветопередачу до сих пор обеспечивают дисплеи именно на основе электронной лампы (кинескопа). Лампы до сих пор используются и в усилительных устройствах, когда мощность измеряется киловаттами, так что век ламповой техники еще не закончился. Однако в маломощной звуковой, а также в цифровой технике лампы не имеют каких-либо преимуществ перед транзисторами.

:: на начало ::