Выбор между однотактным и двухтактным усилителем мощности.

Авторы статьи: Андрей Врублевский, Дмитрий Чуманов (АудиоМагазин 4/2000 г.)

В последние годы для всего мира характерен устойчивый интерес к однотактным усилителям. Ими восторгаются, их критикуют, о них спорят. Появилось немало и любительских конструкций, и промышленных моделей, в том числе в самых высоких (до сотен тысяч долларов) ценовых категориях. Можно даже сказать, что мир разделился на два лагеря - ярые поклонники однотактной схемотехники и ее не менее ярые противники.

Сторонники однотактных усилителей указывают в первую очередь на их субъективно определяемые качества: особая чуткость, певучесть звучания, "музыкальность" (последнее слово приходится взять в кавычки, так как не всегда понятно, что именно под ним подразумевается). Доводы противников, напротив, основываются на самых что ни на есть объективных данных. Это, как правило, невысокая мощность, ограниченный (как снизу, так и сверху) частотный диапазон и высокий уровень измеряемых искажений. Можно, конечно, возразить, что фирма "WAVAC" выпустила 100-ваттный одпотактный усилитель; что частотный диапазон усилителя "ML2" фирмы "LAMM inductries" составляет 3-80000 Гц без ООС, но, боюсь, эти аргументы покажутся неубедительными, если вспомнить, какой ценой (30-35 тыс. долларов) это все достигнуто.

А потому спустимся с небес на землю и попробуем ответить на вопросы, актуальные для большинства любителей музыки: какая мощность реально необходима для прослушивания в домашних условиях и каков приемлемый уровень нелинейных искажений?

Кажется, было бы естественным сказать, что, дескать, мощности чем больше, тем лучше, а искажений, разумеется, наоборот. Увы, наделе все не так просто. Высокая мощность достигается переводом выходного каскада в класс АВ, что вызывает неизбежный рост искажений всех видов, а заметного, начиная с нескольких процентов, уменьшения этих искажений можно добиться, только прибегнув к глубокой отрицательной обратной связи, про которую до нас было написано достаточно, чтобы понять - качество звучания с ее помощью повысить не удастся, можно лишь заменить одни искажения другими.

Банальный пример: 0,003% гармоник при 100 Вт мощности - цифры, типичные даже для относительно дешевого транзисторного усилителя. Так с чем же связано бедное, даже убогое, лишенное всякой эмоциональности звучание большинства таких усилителей?! За все в этом мире приходится платить, и в рамках одной ценовой категории вам неизбежно придется выбирать между мощностью и качеством. Но все не так уж безнадежно.

На вопрос о необходимой мощности убедительно ответил А. М. Лихницкий в своей статье "Мощность". Согласно его выводам, акустическая система чувствительностью 90 дБ в паре с усилителем мощностью 10 Вт способна в комнате площадью 20 м2 создать звуковое давление, необходимое для полноценной передачи forte fortissimo симфонического оркестра.

Господа аудиофилы, зачем же больше? Теперь поговорим об уровне нелинейных искажений. Нам придется обратиться к некоторым выводам психо-акустики, утверждающей, в частности, что на слух заметность нелинейных искажений для гармоник разного порядка неодинакова. Большинство исследователей сходятся на том, что 1% второй гармоники не замечают даже профессиональные эксперты, а основная масса испытуемых обнаруживает ее примерно с 1,8-2,5%. К сожалению, не совсем так обстоит дело с гармониками более высокого порядка. Согласно эмпирическим наблюдениям заметность на слух какой-либо гармоники прямо пропорциональна квадрату ее номера. Исходя из этого, 0,1%, скажем, десятой гармоники и 2,5% второй вызовут соизмеримое (хотя и по-разному проявляющееся) ухудшение качества звучания. Более того, одни гармоники могут маскировать присутствие других, так, в частности, третья гармоника становится менее заметной при наличии второй. Спектральное сочетание плавно спадающих по уровню гармоник (вторая наибольшая, третья меньше, четвертая еще меньше и т. д.), является для нашего слуха наиболее благозвучным. Мы же отметим только, что приводимые в паспорте сведения о совокупном уровне нелинейных искажений без указания спектра этих искажений ровным счетом ничего не говорят о качестве звучания.

Предположим, мы вас убедили, и мощность в несколько ватт при нескольких процентах гармоник вас устраивает, но почему обязательно при однотактной схеме? Заглянем в старый учебник по ламповой схемотехнике [З]. Там черным по белому прописаны четыре основных преимущества двухтактных ламповых выходных каскадов:

Учебник был написан около полувека назад, и, хотя законы физики за это время не изменились, стоит задуматься, к чему мы стремимся, применяя эти законы. При внимательном прочтении знакомых еще со студенческих времен страниц можно заметить, что основным стремлением схемотехники в те годы было получение все более высокой мощности при уменьшении габаритов и веса. Сейчас мы ставим перед собой обратную задачу - получение максимально достижимого качества звучания невзирая на габариты и вес. Так может попробуем пойти обратным путем - от класса В к классу А, от двухтактного каскада к однотактному? Давайте рассмотрим так называемые недостатки однотактных выходных каскадов.

Вот мы и пришли к неожиданному выводу: большинство декларируемых недостатков однотактного усилителя при ближайшем рассмотрении оказываются его достоинствами, остальные же на сегодняшний день легко устранимы за счет увеличения габаритов, веса, и, как следствие, стоимости.

Небольшая мощность при больших габаритах, весе и стоимости - насколько это приемлемо, пусть каждый решит для себя сам. Нам же представляется вполне естественным, что усилитель высокого класса, способный в соответствующем тракте доставить ни с чем не сравнимое наслаждение любителю музыки, имеет внушительные размеры и вес и стоит больше, чем посредственный аппарат, хотя бы и с мощностью на порядок выше.

Конечно, бывают ситуации, когда без высокой мощности не обойтись, например при озвучивании диcкотеки, но в домашних условиях грамотно спроектированный однотактный триодный усилитель без обратной связи мощностью 5- 10 Вт с типичным уровнем искажений около 5-6% при полной мощности (и соответственно около 1,0% при мощности 1 Вт), работая на акустическую систему чувствительностью 90 дБ и более, способен обеспечить весьма высокое качество звучания, зачастую недостижимые для аппаратов, использующих какую-либо другую схемотехнику.

Внимательный читатель может отметить, что большая часть сказанного выше в равной мере относится и к транзисторным однотактным усилителям. Совершенно верно, в мире существует и такое направление, его яркими представителями являются усилители серии "Pass Aleph" Нельсона Пасса. Мы не против транзисторов, но все же заметим, что на сегодняшний день, ламповый триод является самым линейным усилительным элементом, и с его помощью получить высокое качество звучания во всяком случае проще. Подтверждением этому служит и тот факт, что и самых высоких ценовых категориях мы видим только ламповые однотактники.

Ну хорошо, скажете вы, допустим. Но какое отношение все ото имеет к большинству любителей музыки в нашей стране, не имеющих возможности приобрести не только готовый усилитель "Сагу" или "Audio Note", но и необходимые для их построения компоненты лампы 300В производства "Western Electric", трансформаторы "Tango", конденсаторы "В1аск Саtе" и "Multicap", серебряные провода "Кimber Kable"? Авот какое. Тем из вас, кто знает, за какой конец брать в руку паяльник, мы предлагаем самостоятельно собрать из доступных деталей простой в изготовлении и настройке ламповый усилитель, способный, тем не менее, продемонстрировать все преимущества однотактного лампового звука, о которых мы так много говорили.