Pozwalam sobie tutaj wkleić tekst przywołany przez elekto na AS, watro go przeczytać za nim zacznie się wygłaszać pseudo fachowe teksty na forach.
"IDEALNY SYSTEM
PRECYZYJNE WZMACNIACZE
Chris Bednarski
MYDLENIE OCZU
Wszystkie rzeczy, teorie i zjawiska stanowiące przedmiot RYNKU układają się jak wielkie puzzle w jednorodną całość, podporządkowaną podmiotowi, jakim od wszechczasów są PIENIĄDZE, a właściwie zysk, stanowiący podstawowy cel każdej organizacji gospodarczej. Nie byłoby w tym nic zdrożnego, gdyby nie fakt, że najczęściej sukces odnoszą projekty mało innowacyjne lub po prostu tandetne. Sprawiedliwość zwycięża tylko w filmach amerykańskich (i to nie we wszystkich), a na polu walki pozostają głównie produkty masowe, intensywnie lansowane za pomocą działań marketingowych polegających na manipulowaniu ludzką świadomością. Siłą rzeczy przedsięwzięcia ambitne, twórcze i nowatorskie stają na straconej pozycji, głównie z powodu bilansu wydatków, w którym nie ma miejsca dla kosztownych kampanii reklamowych.
Sytuacja bezkompromisowych firm zajmujących się przede wszystkim badaniem nowych technologii reprodukcji dźwięku jest szczególnie trudna, ponieważ techniki związane z tymi problemami nie mają istotnego znaczenia z punktu widzenia polityki gospodarczej państwa i w przeciwieństwie do komunikacji, wojskowości czy też nauk podstawowych nie bywają dotowane ani sponsorowane. Komercyjny pasożyt jest jeszcze bardziej niebezpieczny, niż można sądzić, ponieważ często celowo podcina skrzydła najbardziej atrakcyjnym pomysłom, stanowiącym prawdziwe zagrożenie w konfrontacji z produktami miernymi z założenia, to znaczy takimi, na których da się dużo zarobić. Poza nielicznymi wyjątkami, nawet gdy ujmiemy zjawisko w skali światowej, większość czasopism, których celem powinna być rzetelna informacja i pobudzanie czytelników do refleksji, stało się czymś w rodzaju BIULETYNÓW REKLAMOWYCH, funkcjonujących jako agendy najsilniejszych dystrybutorów chodliwego towaru. W ten sposób dowiadujemy się, że kolejny wzmacniacz wyposażony w standardowy transformator dzwonkowy będzie spełnieniem naszych marzeń lub że wzmacniacz drogi musi być dobry, bo jest drogi. Brak wrodzonych preferencji fanów dobrego dźwięku, zasilających codziennie szeregi specyficznego "klubu audio", jest niezwykle kuszący dla ciał opiniotwórczych, usiłujących sprzedać marzenia wypełnione ułudą i pobożnymi życzeniami.
Niedoskonałość przedmiotów i pozorna ulotność zjawisk wydają się być usprawiedliwieniem absolutnego subiektywizmu i samowoli recenzentów i autorów, którzy zbyt często zapominają, że walory elektryczne czy akustyczne można ocenić fachowo i konkretnie. Określenie "fachowo" nie odnosi się jednak do odkręcenia rury i w związku z tym ma zawierać w swojej treści wiedzę i doświadczenie odpowiednie do sformułowania konkretnych, jednoznacznych treści. Ewidentne curiosum stanowią w tym wypadku próby klasyfikowania tandetnych produktów jako urządzeń wysokiej klasy. Tytuł HI-END zawsze oznaczał, że mamy do czynienia z czymś wyjątkowym, zaprojektowanym i wytworzonym przy użyciu ponadprzeciętnej wiedzy oraz ekstremalnej technologii, tymczasem z lektury wielu kolorowych pism wynika, że te zaszczyty mogą dotyczyć także byle chłamu. Tego rodzaju praktyki narażają na szwank interesy genialnych konstruktorów, którzy i tak dość często doświadczani są przez los niezrozumieniem. Nie chodzi jednak o utopijną walkę z wszelkimi przejawami komercji, tylko o oddanie sprawiedliwości tym, którzy mają znaczne osiągnięcia, ale nie chcą uczestniczyć w marketingowym wyścigu, oraz o przywrócenie właściwych proporcji w kwestiach zasadniczych, ponieważ da się wykazać, że zjawiska akustyczne nie muszą być względne, niemierzalne i subiektywne. Biadolenie oczywiście niewiele pomoże, jeśli w ślad za wyrażeniem nawet najbardziej pesymistycznej opinii nie pójdą konkrety w postaci brakujących stron o technologii AUDIO Z PRAWDZIWEGO ZDARZENIA. Potrzebne są rzetelne testy, wywiady pełne fachowych i bezkompromisowych pytań, a przede wszystkim prezentacja nowych, odważnych teorii, choćby i tych mniej popularnych z punktu widzenia interesów masowego rynku.
Postaramy się wypełnić tę lukę, przedstawiając założenia, które spełniać powinien idealny system audio. Zaczniemy od wzmacniaczy.
LAMPY I TRANZYSTORY
Toczący się od lat spór zwolenników i przeciwników obydwu technologii jest nieco zabawny i wygląda przede wszystkim na małą prowokację, mającą na celu ożywienie treści wyrażanych przez poszczególnych oponentów. Oczywiście, tytuł w rodzaju "Wzmacniacze, które świecą w nocy" jest atrakcyjny poprzez humorystyczność sformułowania, jakkolwiek większość komentarzy, prześlizgując się po teoretycznych podstawach, problemu nie rozwiązuje, przyczyniając się jedynie do przedłużenia życia mitów i "opowieści niezwykłych", od których nota bene roi się w dyskusjach na temat urządzeń audio. Także i preferencje osobiste danego użytkownika przelewającego swój stres na papier nie muszą nas interesować, jeśli zaobserwowanym i opisanym zjawiskom nie towarzyszy przynajmniej próba ich wyjaśnienia.
PRZEWAGA GENETYCZNA
Lampa elektronowa, z teoretycznego punktu widzenia, ma przewagę nad tranzystorem już poprzez fizykę swego działania. Sposób sterowania lampy elektronowej, polegający na proporcjonalnym dozowaniu wiązki elektronów przekazujących energię w próżni pomiędzy elektrodami, do których przyłożono dość wysokie napięcie, jest formą niemal idealną w kontekście dotychczasowych osiągnięć w tej dziedzinie. Oczywiście, od razu nasuwa się pytanie o jakość poszczególnych parametrów wynikających z jej konkretnej aplikacji. Pod tym względem też nie jest źle i występujące w półprzewodnikach problemy, polegające na trudnym sterowaniu, znacznych błędach liniowości lub niekomplementarności, tutaj nie występują. Co więcej, lampa elektronowa "odnotowuje" najmniejsze nawet zmiany napięcia na siatce, "transformując" je proporcjonalnie, w wyniku czego możemy mówić o wzmacnianiu sygnałów subtelnych, ograniczonych jedynie strefą szumów własnych elementu. Zrozumienie właściwości precyzyjnego sterowania będzie łatwe, gdy usuniemy z pamięci standardowe procedury pomiarowe i wyobrazimy sobie nie - broń Panie Boże! - sinusoidę, tylko sygnał muzyczny wypełniony dziesiątkami jednoczesnych przebiegów, szybkich i wolnych transjentów, osiągających amplitudy od minus nieskończoności do pewnej wartości (w tym wypadku mniej istotnej). Siatka lampy obciążona taką kakofonią stanów, w przeciwieństwie do bazy lub bramki tranzystora, ma się zupełnie dobrze, rozpoczynając proces liniowego dozowania (wzmacniania) bez obciążeń i pułapek, na jakie napotyka sygnał o charakterze muzycznym w elementach półprzewodnikowych.
Teoretycznym uzasadnieniem doskonałej umiejętności odwzorowywania sygnału przez lampę są parametry elektrody sterującej, takie jak choćby bardzo wysoka impedancja i bardzo mała pojemność względna, ale w rzeczywistości zależności te są o wiele bardziej złożone, ponieważ wkraczają w zagadnienia teorii ładunków i elektromagnetyzmu. W ujęciu bardziej filozoficznym: siatka lampy elektronowej jest znacznie bardziej usamodzielniona i w przeciwieństwie do bazy tranzystora nie poddaje się wszelkiego rodzaju uwikłaniom termoelektrycznym, zaburzeniom związanym z pamięcią stanów elektromagnetycznych czy napięciową barierą przewodzenia. Nieosiągalna dla półprzewodników precyzja przetwarzania słabych sygnałów powoduje, że pragnienie stworzenia urządzenia charakteryzującego się wzorcowo namacalnym realizmem odwzorowywanej audycji muzycznej stawia konieczność wykorzystania lamp elektronowych jako warunek.
DYLEMATY I
Pytanie, które przedwzmacniacze i wzmacniacze lampowe są przykładami idealnych konstrukcji, jest na tym etapie rozważań zupełnie nie na miejscu. Na pocieszenie można jedynie powiedzieć, że uważny czytelnik rozwiąże ten problem samodzielnie, jeśli tylko podda się planowanej indoktrynacji lub po prostu zaufa przytaczanym stwierdzeniom. Lampy elektronowe spotyka wiele zarzutów dotyczących ich walorów użytkowych. To prawda, że są kłopotliwe, drogie, trudno dostępne, zużywają się, parzą, świecą i tak dalej. Pogodzenie się z losem użytkownika sprzętu lampowego jest jednak osobistym wyborem każdego zainteresowanego i z teorią funkcjonowania układów lampowych nie ma nic wspólnego.
Wzmacniacze i przedwzmacniacze lampowe stwarzają też oczywiście problemy konstrukcyjne, i to bardzo poważne. Głównym mankamentem jest konieczność stosowania kondensatorów sprzęgających umieszczonych w torze sygnałowym. Istnieją oczywiście rozwiązania, w których wprowadzające zniekształcenia fazowe kondensatory nie muszą być stosowane, jakkolwiek w opozycji do samej jakości toru pozostaje problem bezpieczeństwa użytkowania tak skonstruowanego układu. Tak czy inaczej, można wykorzystać system odpowiednich zabezpieczeń lub zgodzić się na ograniczoną uniwersalność urządzenia funkcjonującego doskonale i całkowicie bezpiecznie tylko w pewnej konfiguracji z pozostałymi elementami systemu. Mowa tu o układach kaskadowych zasilanych dwu- lub wielonapięciowo, które nawet z jednym kondensatorem umieszczonym na wyjściu mogą stanowić konstrukcje o właściwościach wzorcowych. Pewnym rozwiązaniem, znajdującym coraz więcej zwolenników, jest wykorzystanie transformatorów sprzęgających lampowe stopnie, co pod względem jakościowym może być satysfakcjonujące, a w przypadku wzmacniaczy lampowych jest najczęściej stosowaną praktyką, jeśli do tej grupy zaliczymy także transformator wyjściowy. Ortodoksyjni konstruktorzy bez najmniejszej obawy umieszczają na wejściu i pomiędzy kolejnymi stopniami szerokopasmowe transformatory, których zadaniem jest separowanie i dopasowywanie. Nie trzeba wielkiej wyobraźni, aby pojąć sens takiego postępowania. W układzie wzmacniacza galwanicznego od wejścia do wyjścia nie ma ani jednego kondensatora. Kilka rezystorów i lamp pracujących w optymalnych warunkach czyni układ najprostszym z możliwych, wzorcowo przejrzystym i niezawodnym. Jest wielu zwolenników tego typu wzmacniaczy, szczególnie w Japonii i USA, ale dla nas, bezkompromisowych poszukiwaczy neutralności, transformator posiada może i piękną, ale jednak uchwytną "osobowość".
Wzmacniacze lampowe beztransformatorowe, nazywane OTL, są teoretycznie doskonałe, jakkolwiek problem bezpieczeństwa pracy stopnia wyjściowego pozostaje nadal kwestią nierozwiązaną. Tego rodzaju trudności w naturalny sposób ograniczają grono konstruktorów zainteresowanych omawianą topologią, pozostawiając najżyźniejszy kawałek gruntu niezasianym, bowiem najistotniejsze ograniczenia klasycznych wzmacniaczy lampowych związane z funkcjonowaniem transformatora w funkcji mocy nie występują w konstrukcjach OTL. Gdyby nie fakt, że układy beztransformatorowe są mało efektywne i uzyskanie dużej mocy związane jest z pewnymi kłopotami, ten rodzaj konstrukcji na pewno znalazłby się na piedestale najlepszych rozwiązań. Nie można jednak zapominać o OTL, ponieważ pokonanie bariery zabezpieczenia wyjścia tego rodzaju wzmacniacza może zaowocować pojawieniem się konstrukcji przełomowej w stosunku do dzisiejszych dokonań. Obawy przed zastosowaniem transformatora, jako elementu wprowadzającego znaczne ograniczenia, rozwiewają w istotnym stopniu tacy producenci, jak: Lundahl, Plitron, Jensen, Tamura, Tango, Alum Rock Technology, United Transformer Co. Oczywiście, ocena wszystkich za i przeciw musi uwzględniać także pozostałe walory możliwe do osiągnięcia i jako taka cały czas jednak stawia konstrukcje lampowe na czele peletonu "precyzyjnych wzmacniaczy" lub - jeśli ktoś woli takie określenie - "wzmacniaczy o dużej rozdzielczości". Jednak od ogólnych wniosków do skonstruowania doskonałego wzmacniacza, choćby tylko w wyobraźni, jest daleka droga, na której kolejne przystanki to: sposób zasilania, jakość wykorzystanych podzespołów, sposób wykonania obudowy, połączeń, jakość i właściwości elementów mechanicznych, gniazd, przełączników oraz architektura fizyczna całości urządzenia, uwzględniająca zarówno zjawiska elektromagnetyczne, jak i mechaniczne wibracje powstające głównie w wyniku wtórnego sprzężenia akustycznego pomiędzy zespołami głośnikowymi a pozostałym sprzętem. Dla bezkompromisowego konstruktora i zaawansowanego fana dźwięku wysokiej rozdzielczości nie liczą się nawet takie wady wzmacniaczy lampowych, jak niski współczynnik tłumienia, który mógłby być przypadłością szczególnie dokuczliwą, gdybyśmy zamierzali wykorzystać zestawy głośnikowe o trudnej impedancji i niewielkiej efektywności. Ale jeśli kierujemy się zasadą dążenia do odwzorowania akustycznej rzeczywistości koncertowej, nie ma powodu, abyśmy mieli tak czynić, ponieważ zestawy głośnikowe o wymienionych właściwościach mogą być epilogiem ogólnej katastrofy. Co więcej, nawet dla najbardziej ortodoksyjnych tradycjonalistów, stawiających ponad podziałami pojedynczą triodę mocy na kanał w klasie A single ended, bariera 100 W RMS została pokonana, o czym zapewne nie wszyscy wiedzą. Przykładem mogą być wzmacniacze Wavac HE-833 i ART 304TL. Podstawowym zagadnieniem pozostaje konfiguracja stopnia wyjściowego.
Fenomenalne właściwości w dziedzinie przetwarzania słabych sygnałów mają wzmacniacze typu SE zbudowane w oparciu o jedną lampę - triodę bezpośrednio żarzoną. Wzmacniacze SE, z punktu widzenia profesjonalisty, mają jednak poważną wadę w postaci znacznego przyrostu zniekształceń THD w funkcji mocy. Powszechna opinia mówi o dobrym brzmieniu wzmacniaczy wykorzystujących triody typu 300B, a także 211 czy 845, zapewniające uzyskanie większej mocy wyjściowej - w okolicach 25 W. Niestety, nawet najlepsze wzmacniacze tego typu, potraktowane jako urządzenia uniwersalne, w bezwzględnych testach nie wykazują wystarczającej przezroczystości. Przyczyną pewnej koloryzacji brzmienia są właśnie zniekształcenia harmoniczne pojawiające się podczas silniejszego wysterowania wzmacniacza o takiej konstrukcji. Przykładowy perfekcyjnie skonstruowany wzmacniacz wykorzystujący triodę 300B zachowuje doskonałe parametry przy maksymalnej emisji mocy do około 1 W i przy spełnieniu takich warunków może być uznany za urządzenie referencyjne, jeśli wziąć pod uwagę bilans parametrów technicznych i wrażeń odsłuchowych. Idąc dalej, możemy założyć, że zastosowanie wzmacniacza SE o znacznie większej mocy proporcjonalnie poszerzy zakres nieskazitelnego przetwarzania, co dla wielu użytkowników może oznaczać rozwiązanie problemu. Opisane konfiguracje należą prawdopodobnie do najszczęśliwszych kompromisów, ale kompromisem pozostają, jeśli mamy zamiar przeżyć głębię doznań podczas orkiestrowego tutti z uderzeniem w kotły. Topologicznie najlepszym rozwiązaniem okazały się wzmacniacze lampowe wyposażone w stopień mocy klasy A push-pull, oparte na wysokonapięciowych triodach typu 211, 845 lub podobnych. W takim wypadku istnieje możliwość znacznego ograniczenia zniekształceń poprzez choćby symetryzację układu oraz zwielokrotnienia mocy wyjściowej bez potrzeby stosowania monstrualnego transformatora ze szczeliną stałoprądową, wymaganego dla układów paralel SE. Jedna z najlepszych konstrukcji tego rodzaju to OJAHTE, wykonywana przez niezależnego konstruktora, Marka Kelly`ego, oraz nieco mniejszej mocy, lecz bezbłędnie zaprojektowany wzmacniacz SV572, wykorzystujący nowoczesne triody, a wykonywany przez konstruktora o nazwisku Scott Schwartz. Nieliczne wzmacniacze charakteryzujące się opisaną konstrukcją w wielu aspektach pozostawiają w tyle układy oparte na większej ilości pentod lub tetrod mocy, stosowanych z powodów praktycznych przez większość producentów.
Wzmacniacze wykorzystujące triody dużej mocy są stosunkowo proste konstrukcyjnie, jakkolwiek założenie osiągnięcia perfekcyjnego przetwarzania wiąże się z jednej strony z koniecznością rezygnacji z globalnej pętli ujemnego sprzężenia zwrotnego, a z drugiej - z zapewnieniem bardzo dobrych parametrów układu, dlatego też jakość wykorzystanych elementów, jak i tolerancje dokładności powinny być ekstremalne. Tego rodzaju wymogi technologiczne w zasadzie uniemożliwiają masową produkcję tych wspaniałych wzmacniaczy.
Konstruktorzy wzmacniaczy lampowych na ogół czują się silnie związani z tradycją. Jeśli weźmie się pod uwagę dokonania z czasów złotych dla lampy, jest to zupełnie zrozumiałe. Obiektywizm jednak nakazuje ustosunkować się do kilku spornych kwestii związanych z tą technologią w świetle współczesnych wymagań. Próby praktyczne dowodzą, że doskonałe rezultaty można uzyskać przy zastosowaniu toroidalnych transformatorów wyjściowych. Wiem, jak niektórzy zareagują. Zdaniem jednak coraz większej grupy konstruktorów, znakomicie wykonany transformator toroidalny jest po prostu lepszy od tradycyjnego. Można oczywiście przytoczyć wiele argumentów na poparcie tej tezy, jakkolwiek w kilku wypadkach same testy odsłuchowe dostarczyły wystarczających powodów do sformułowania takiej opinii. Referencyjny wzmacniacz lampowy z okrągłym transformatorem łączy zalety brzmienia najlepszych konstrukcji tranzystorowych i lampowych. Jest szybki, energetyczny, zwarty, a przede wszystkim brzmi bardziej neutralnie niż najlepsze konstrukcje tradycyjne. W ślepych testach odsłuchowych wielu uczestników będzie miało problemy z określeniem wykorzystanej technologii i postawi raczej na tranzystory w klasie A, jednak dłuższe obcowanie z dźwiękiem tak zbudowanego wzmacniacza ukazuje realizm reprodukcji możliwy do uzyskania tylko przez urządzenie lampowe.
Innym drażliwym tematem jest stosowanie lamp prostowniczych. Wielu konstruktorów uważa to za konieczność, jeśli rezultatem ma być wzmacniacz koherentny, harmonijny i muzyczny (nie mylić z kretyńskim określeniem "muzykalny"). A jednak lampy prostownicze często "nie wyrabiają się", powodując wrażenie odsłuchowo zauważalnej kompresji. Być może, ich zwielokrotnienie jest jakąś radą, ale uwspółcześniony ideał brzmienia żąda więcej i więcej. Wyniki poszukiwań odpowiednich komponentów przemawiają za prostownikami półprzewodnikowymi wykorzystującymi bardzo szybkie diody typu FRED Soft Recovery Time. Rezultatem ich zastosowania jest poprawa czystości dźwięku i większa sztywność zasilacza, przekładająca się na bardziej dynamiczną reprodukcję i ograniczenie zjawiska kompresji. Jest jeszcze wiele podobnych, wartych omówienia zagadnień, do których powrócimy wkrótce, przy okazji prezentacji podzespołów pasywnych, stanowiących najbardziej tajemniczy fragment zagadnień związanych z konstruowaniem elektronicznych urządzeń służących do reprodukcji dźwięku.
Wzmacniacze lampowe mogą być doskonałe technicznie i niektóre takie są, co nie oznacza, że odnajdziemy je na półkach salonów hi-fi czy hi-end. Niestety, powszechne opinie dotyczące przetwarzania wzmacniaczy lampowych są reminiscencją kontaktu użytkowników z tandetnymi produktami obecnymi na rynku.
TRANZYSTORY
Wzmacniacze tranzystorowe przeszły podobną ewolucję jak ich lampowi prekursorzy, jakkolwiek drzewo genealogiczne konstrukcji półprzewodnikowych, mimo że jest młodsze, posiada znacznie większą liczbę gałęzi. Swoistą konkurencją w obrębie gatunku są tranzystory bipolarne i polowe FET i MOS-FET. Pewnym kompromisem są tranzystory IGBT, posiadające strukturę wejściową wykonaną w technologii polowej oraz bipolarne złącza prądowe. Jeśli pominiemy hybrydy wieloemiterowe i specjalistyczne parowane tranzystory małej mocy, to mamy w zasadzie wszystko, czym dysponują konstruktorzy. Prawdziwa parada stylów dotyczy dopiero rozwiązań układowych spotykanych we wzmacniaczach tranzystorowych, jakkolwiek w zastosowaniach audio wysokiej jakości stosuje się wyłącznie układy funkcjonujące w klasie A lub AB. Podstawowe różnice związane z architekturą układów przypominają trochę rozwiązania lampowe. Będą to przede wszystkim bezpośrednio sprzężone układy komplementarne, konfiguracje symetryczne oraz posiadające nielicznych, ale charyzmatycznych reprezentantów wzmacniacze wykonane w technice single ended.
Podobnie rzadką praktyką w przypadku wzmacniaczy tranzystorowych jest stosowanie transformatorów sprzęgających lub wyjściowych. Transformatory sprzęgające spotkamy np. we wzmacniaczach Jeff Rowland i profesjonalnych końcówkach Hill, natomiast konstrukcjami, w których wykorzystano autotransformator wyjściowy, są np. wzmacniacze McIntosh oraz równie legendarna konstrukcja Sansui BA-5000.
Najbardziej bezkompromisowe wzmacniacze tranzystorowe zbudowane w formie w pełni zbalansowanych monobloków składają się z niezależnych wzmacniaczy sterowanych sygnałem różnicowym, w wyniku czego na środku podłączonego pomiędzy wyjściami obciążenia pojawia się wirtualny punkt odniesienia o potencjale "0". Konfiguracja typu "bridge" z powodu swojej różnicowej architektury jest rozwiązaniem charakteryzującym się znakomitym tłumieniem zakłóceń, ale ponieważ każdy kij ma dwa końce, wiąże się to z koniecznością zachowania idealnej symetrii pomiędzy poszczególnymi wzmacniaczami, ponieważ niespełnienie tego warunku spowoduje powstanie wynikowego błędu liniowości i o dostatecznym tłumieniu sygnału współbieżnego możemy zapomnieć, wskutek czego pierwotne założenia nie zostaną spełnione. Po drugiej stronie barykady umiejscowić można teorię lansowaną w swoim czasie przez zasłużonego konstruktora amerykańskiego, Nelsona Passa, który twierdzi, że w przyrodzie nie występuje zjawisko potencjału ujemnego i z tego powodu symetryczne układy różnicowe są tworem nienaturalnym, co ma swoje skutki w ich reprodukcji dźwiękowej. Nelson Pass uzasadnia swoje rozumowanie przykładem zjawiska fali akustycznej, której ciśnienie nie przyjmuje wartości ujemnych i jako takie pozostaje w opozycji do różnicowego sposobu funkcjonowania domniemanego wzmacniacza. Jednak ostatnią ofertą tego producenta (przy całym szacunku dla jego dokonań) są właśnie wzmacniacze o budowie w pełni symetrycznej, co się nijak ma do wcześniejszych deklaracji. Wniosek z tego taki, że nawet wybitni konstruktorzy tworzą teorie na własny użytek, a w zasadzie dla uzasadnienia takich czy innych poczynań. Materia ma jednak budowę symetryczną i pozostaje w równowadze, którą opisuje się jako układ symetryczny (nie licząc piątego kwarka), być może, dlatego tak trudno odwzorować ideał i amerykański konstruktor ma w sumie rację. Niestety, układy wzmacniaczy tranzystorowych single ended są wyjątkowo niewdzięczne dla konstruktorów i dla wielu z nich wady w postaci trudności z uzyskaniem dużej mocy wyjściowej i stosunkowo wysokich zniekształceń są barierą zbyt trudną do sforsowania. Z drugiej jednak strony tego rodzaju układy mogą być bardzo proste, co zawsze ma pozytywny wpływ na właściwości soniczne urządzenia.
KLASY
Interpretacje skutków działania wzmacniacza w danej klasie obciążone są wieloma mitami, analogicznymi do tych funkcjonujących w odniesieniu do wzmacniaczy lampowych. Nieporozumieniem generalnym jest bezkrytyczne utożsamianie klasy A z dobrą jakością dźwięku. Bezbłędnie zaprojektowany wzmacniacz klasy A bezspornie najlepiej spełnia pokładane w nim nadzieje i odwrotnie - kiepska konstrukcja klasy A zagra fatalnie. Zachwyty użytkowników tandetnych wzmacniaczy klasy A są najlepszym dowodem na to, jak silna może być autosugestia powodowana indolentną informacją.
Obserwując wyniki pomiarów zniekształceń THD w funkcji częstotliwości układu wprowadzonego w klasę A, od razu zauważymy zmniejszenie się zniekształceń w górnym paśmie częstotliwości i gwałtowny ich wzrost dla częstotliwości najniższych. Czym większy prąd spoczynkowy stopnia mocy (głębsza klasa A), tym bardziej krzywa THD niebezpiecznie unosi się, osiągając dla niskich częstotliwości wartości trudne do zaakceptowania. Przykładowego pomiaru dokonano, testując wzmacniacz o maksymalnej mocy 40 W dla każdego kanału, wyposażony w niezależne źródła zasilania zdolne do dostarczenia mocy 350 W na kanał. Poziom całkowitych zniekształceń THD w przedziale częstotliwości od 10 Hz do 30 Hz wynosił odpowiednio 0.77 % i 0.32 %.
Bezinteresowne testy odsłuchowe całkowicie potwierdzają rezultaty pomiarów, ponieważ większość wzmacniaczy klasy A charakteryzuje się poważnie zaburzoną reprodukcją niskich częstotliwości. Dotyczy to często wzmacniaczy drogich, nie wspominając o tych tańszych, w których producent decyduje się często z wyżej wymienionych powodów na ograniczenie zakresu najniższych częstotliwości. Bas reprodukowany przez nawet potężny, ale - jak się okazuje - niedoskonały wzmacniacz pracujący w klasie A bynajmniej nie jest ograniczony. Wręcz przeciwnie: bywa dominujący, czasem monstrualny, spowalniający muzykę lub czyniący ją przesadnie dostojną czy też subiektywnie ociężałą. Reprodukowane zniekształcenia harmoniczne nie są bezpośrednio odpowiedzialne za taki stan rzeczy, a jedynie stanowią jeden ze skutków. Główną przyczyną zaburzeń są dynamiczne zmiany impedancji wewnętrznej układu, przyczyniające się do utraty kontroli basowych "transjentów". Pierwszoplanowymi cechami wysokiej klasy reprodukcji basu jest absolutna kontrola, szybkość, zwartość, a nawet pewna, pozytywnie rozumiana, twardość dźwięku. Wiele drogich wzmacniaczy zyskujących pochlebne oceny w testach nie spełnia tych warunków, co rzuca niekorzystne światło na kompetencje lub uczciwość recenzentów. Aby zrównoważyć krytyczne uwagi, trzeba powiedzieć, że wzmacniacze klasy A skonstruowane choćby poprawnie na ogół charakteryzują się bardzo dobrą reprodukcją zakresu średnich i wysokich częstotliwości akustycznych, co również ma potwierdzenie w podstawowych pomiarach zniekształceń. Idealny wzmacniacz klasy A wymaga zasilacza stabilizowanego o mocy dwudziestokrotnie przekraczającej maksymalną moc wzmacniacza. Aby lepiej zobrazować problem, możemy posłużyć się przykładem i przyjąć, że jeden kanał wzmacniacza o mocy 100 W oddawanej do obciążenia w tzw. czystej klasie A powinien być zasilany z zasilacza wyposażonego w transformator o mocy 2500 W, jeśli założymy 20 % stabilizację napięcia. Odpowiedź na pytanie, który ze znanych wzmacniaczy spełnia te warunki, możemy potraktować jako zadanie domowe dla najdociekliwszych fanów dobrego brzmienia. Oczywiście, zainstalowanie nawet największego transformatora nie zagwarantuje urządzeniu osiągnięcia pełnych walorów jakościowych.
Popularna klasa AB, traktowana zazwyczaj nieco po macoszemu, zawiera w istocie realizowanej zasady pracy bardzo poważny potencjał wynikający ze stosunkowo małego zapotrzebowania prądowego układu w czasie spoczynku. Ograniczony apetyt na kosztowne ampery z jednej strony daje szansę na konstruowanie dobrych i tanich wzmacniaczy, a bez szczególnych cięć budżetowych otwiera możliwość osiągnięcia doskonałych rezultatów, wprost porównywalnych do tych z bezkompromisowych konstrukcji klasy A. Na pewnym poziomie kwestia kosztów nie odgrywa przecież roli decydującej. Ważniejsze są: powtarzalność rezultatów, niezawodność i walory użytkowe. W tych aspektach wzmacniacze klasy AB zdecydowanie prowadzą. Jedynym, ale za to piekielnym, problemem dla konstruktora jest uzyskanie gładkiego jak jedwab brzmienia. Istnieje jednak kilka sposobów, które - umiejętnie zastosowane - mogą okazać się bardzo skuteczne. Doświadczenia wykazują, że newralgicznym miejscem wzmacniaczy tranzystorowych, a szczególnie tych pracujących w klasie AB, jest stopień sterujący. Od tego, jak zostanie zrealizowany, zależy zarówno równowaga tonalna wzmacniacza, jak i charakter brzmienia rozpatrywany w skali twardy - gładki - miękki. Jeśli konstruktor odnajdzie złotą zależność, polegającą między innymi na wprowadzeniu drivera w głęboką klasę A, ma szansę wykorzystać już tylko same dobrodziejstwa klasy AB.
Gromadzenie energii do wykorzystania w momencie realnego zapotrzebowania jest walorem o decydującym znaczeniu w kontekście dynamiki, kontroli, stabilności, szybkości, a nawet niezawodności układu wzmacniacza. Przykładowy wzmacniacz klasy AB o mocy 100 W wyposażamy w regulowane źródło zasilania zdolne dostarczyć 1000 W mocy ciągłej, a więc znacznie mniejsze niż w przykładzie poprzednim. Przy założeniu, że prąd spoczynkowy stopnia mocy wraz z sekcją układów wstępnych marnotrawi około 10 W mocy zasilacza, pozostaje nadal do wykorzystania "wolne" 990 W. Zgromadzona energia w niewielkim stopniu wykorzystywana jest przez wzmacniacz w sposób ciągły, jakkolwiek gwarantuje prawie niezmienną i jednocześnie bardzo niską impedancję układu zasilania, co z kolei znakomicie podnosi wartość współczynnika tłumienia. Transjent realizowany przez układ funkcjonujący w opisanych warunkach jest bliski ideałowi pod warunkiem, że wzmacniacz został odpowiednio zaprojektowany, co oczywiście jest założeniem koniecznym do spełnienia. Tak czy inaczej, rezultatem będzie megadynamika, kontrola we wszystkich zakresach, przejrzystość i precyzja. Wzmacniacze spełniające opisane warunki są wytwarzane przez niewielką firmę nie gdzie indziej, ale właśnie w naszym kraju, jakkolwiek produkty te wykonywane są na zamówienie i nie są ogólnie dostępne.
DYLEMATY II
Subiektywnie najlepsze brzmienie mają wzmacniacze posiadające stopień mocy zbudowany w oparciu o możliwie najmniejszą liczbę tranzystorów lub lamp. Układy wielotranzystorowe i wielolampowe nigdy nie uzyskują takiej przejrzystości i szlachetności brzmienia jak układy jedno- (SE) lub dwutranzystorowe (dwulampowe) (push-pull). Najbardziej odpowiednie tranzystory do zastosowań audio, opracowane przez firmę Precision Monolitics, z powodu zbyt niskiego napięcie pracy nie nadają się do zastosowania w dyskretnych stopniach wejściowych wzmacniaczy mocy. Wśród kilkunastu tysięcy typów produkowanych tranzystorów nie ma ani jednej odpowiednio szybkiej pary komplementarnej o mocy większej niż 25 W, która nadawałaby się do zastosowań audio. Najlepsze bipolarne tranzystory mocy nie są wystarczająco komplementarne. Komplementarne są tranzystory posiadające gorsze pozostałe parametry. Najbardziej niekomplementarne są generalnie tranzystory MOS-FET, ale najbardziej komplementarna para to również MOS-FET (Exicon ECW). Co ma zrobić konstruktor, który nie lubi tranzystorów MOS-FET? Najlepsze lampy produkowano 30, a niektóre 60 lat temu. Dobrych rdzeni do transformatorów wyjściowych w ogóle nie ma. Idealna para lamp nie istnieje, a kwartet lub sekstet to fałszujący chór.
W powyższych informacjach, pomimo ich żartobliwej formy, zawarte jest wiele faktów, które są zmorą ambitnych konstruktorów. Codziennie bombardowani jesteśmy informacjami o nowych, coraz doskonalszych podzespołach. Inwestycje w produkcję półprzewodników osiągnęły rekordowe sumy, a jednak dla najbardziej zaawansowanych producentów z wielkiej rodziny AUDIO rezultaty tego są mizerne. Dzieje się tak, ponieważ pasjonaci odtwarzania muzyki w skali 1:1 postrzegają problemy techniczne w innej rozdzielczości. Przy porównaniu kryteriów oceny i weryfikacji stosowanych przez niektórych konstruktorów high-endu do np. problemów (bez obrazy) projektanta urządzeń telekomunikacyjnych nasuwa się porównanie mikroskopu elektronowego do ślepego dziadka. Tak szokująca różnica może zaistnieć, ponieważ decydujący wpływ na metody postępowania definiuje sam podmiot zagadnienia, jakim jest prezentacja utworu muzycznego. W tym wypadku dochodzi do integracji takich cech, jak finezja, artyzm i wyczucie, które towarzyszą emocjonalnie także i badaczom technologii wiernej reprodukcji nagrań muzycznych.
Konstruowanie doskonałego urządzenia można podzielić na dwa etapy:
ETAP I - UKŁAD. Tego rodzaju czynności zajmują konstruktorowi jeden wieczór lub (najczęściej) noc, nad ranem wzmacniacz jest gotowy;
ETAP II - OPTYMALIZACJA. Etap ten trwa do czasu wyprodukowania ostatniego egzemplarza danego modelu, czyli średnio kilka lat.
Efekt ostateczny uzależniony jest od wielu czynników, których nie da się jednoznacznie określić. Nie miałoby to zresztą sensu, ponieważ konstruktorzy w każdym wypadku działają inaczej, skupiając uwagę na wybranych zagadnieniach. Możemy to rozpoznać, ponieważ z artykułów prasowych i wywiadów dowiemy się, co stanowiło przedmiot ich największego zainteresowania. Możemy też być pewni, że zagadnienia przemilczane pozostawiają wiele do życzenia w warstwie realizacyjnej.
Problemów jest wiele. Nie wszystkie doczekają się rozwiązania, natomiast optymalizacja jest zawsze możliwa, i na tym właśnie polega konstruowanie urządzeń stanowiących komponenty systemu audio najwyższej jakości. Każdy z konstruktorów stara się uzasadnić swoje decyzje w sposób jak najbardziej przekonywający, chociaż i w tej materii często mamy do czynienia z nadinterpretacją i manipulacją. Twórca jednak ma prawo bronić swego dzieła i nie demonizowałbym tych drobnych nadużyć. Zdarzają się jednak kampanie wyjątkowo kłamliwe, w których najczęściej duże koncerny elektroniczne, uzurpując sobie prawo do innowacyjności technicznej, wygłaszają pseudonaukowe teorie, podczas gdy w rzeczywistości proponują produkt prymitywny, nie zawierający żadnych nowatorskich rozwiązań. Rynek będzie i tak rządził się swoimi prawami, jakkolwiek nie oznacza to, że nie warto uporządkować wielu spraw, chociażby tylko w świadomości czytelników zainteresowanych technikami audio wysokiej jakości."
Chris Bednarski
