Разное

Американский физик объяснил любовь к ламповому звуку: все дело в четных гармониках

Теги: #аналог#цифра#лампа#Исследования
E52853c14c1d86de933ba04be109f108

Физик Дэвид Кипортс (David Keeports) из университета Миллса (США) досконально разобрался в том, почему же музыканты, как правило, гитаристы — предпочитают ламповые усилители транзисторным, и опубликовал целое исследование в журнале «Physics Education».

Дэвид проверил гипотезу о том, что перегруженные ламповые усилители вносят в основном четные гармоники в сигнал, в то время как в полупроводниковых усилителях более значимым оказывается вклад нечетных гармоник, вносящих диссонанс.

Сам по себе электронный усилитель — это прибор, который увеличивает мощность входящего сигнала за счет изменения активного или реактивного сопротивления под воздействием управляющего сигнала. В случае звука усилители могут не только усиливать мощность входящего сигнала, но и добавлять к нему новые частоты — гармоники. То есть из сигнала частотой 200 герц (который и использовался в эксперименте) после усиления может получиться набор сигналов с частотами 200, 400, 600 и 800 герц (вторая, третья и четвертая гармоники). Это происходит при перегрузке — использовании слишком мощного входного сигнала.

Кипортс проверил, как именно перегруженное состояние влияет на гармоники в ламповых и транзисторных усилителях. Для этого он использовал усилитель Bugera BC15, в котором есть ламповый предусилитель и транзисторный основной усилитель, и программы Logic Pro X и Audacity. Выяснилось, что перегруженный ламповый предусилитель добавлял в основном вторую и четвертую гармоники к входному сигналу, совсем немного добавляя третью; в то же время пятая гармоника оказалась достаточно сильной в отличие от шестой. При этом на графике заметно, что чем выше уровень перегрузки сигнала, тем сильнее становится третья гармоника и тем слабее — четвертая. Зато даже у слабо перегруженного транзисторного усилителя доминировала как раз третья гармоника.

Выходной сигнал с усилителя Bugera C15. Сверху — сигнал с лампового предусилителя (средняя степень перегруза). Посередине — сигнал с лампового предусилителя (сильная степень перегруза). Снизу — сигнал с транзисторного усилителя (слабая степень перегруза)

«Привлекательность» четных гармоник связана с тем, что удвоенный сигнал любой частоты звучит в итоге ровно на октаву выше, чем оригинальный сигнал, и такие сигналы звучат вместе с оригинальным органично. Однако утроенный (в случае с третьей гармоникой) сигнал звучит выше более, чем на октаву, и эта новая нота как раз и добавляет в звучание диссонанс. То есть четные гармоники добавляют звучанию полноты и объема, в то время как нечетные — паразитные нотки.

Так что теперь у феномена «теплого, лампового звука» есть самое что ни на есть физическое объяснение.

Комментарии

#

Да что-то нового в этом "исследовании" ноль по моему. Про четные и нечетные гармоники писали давно, например, это упоминается в статье про ТЛЗ на Луркмоаре. На деле он тут запутался уже по моему, что у него важные четные, что неважные. Получается из его графиков, что четвертая гармоника почти такой же амплитуды, как и вторая, на слух воспринимается как "увеличение полноты и объема", а предшествующая ей третья - паразитные нотки. Пятая тоже явная с подобной четвертой амплитудой - не в счет, ну и что, что она нечетная, а то что шестая завалена четная - уже не важно. Вот вторая и третья - это в зоне повышенного внимания. И главное, это все на перегрузке, где уже чаще всего идут искажения. Нет, ну гитарный усилитель на лампах с дисторшеном мы знаем, нам то что? Это у них кич такой и имидж панковский. Мало кто у себя дома усилитель гоняет с перегрузом. На деле весь секрет ТЛЗ по моему в более мягких ВЧ и акценте на середине. Не всем нравятся колкие высокие, многим ближе более приглушенный "аналоговый", даже слегка размытый звук. Даже кабели делают с таким эффектом, например Atlas.

- 43.98 дБ +
#

Они смешали две разные проблемы - лампы/транзисторы и однотактные/двухтактные усилители. То, что в двухтактном усилителе компенсируются четные гармоники написано в любом учебнике уже сто лет! Это происходит в любом двухтактном усилителе, и в ламповом, и в транзисторном. В однотактном компенсации нет. Тоже и ламповом и в транзисторном. Вот только однотактные транзисторные никто, кроме Нельсона Пасса не делает, потому что они получаются дороже ламповых


- 50 дБ +
#

Есть масса транзисторных усилителей именно с четными гармониками. Было бы очень просто списать все на гармоники.

На мой взгляд, ламповый усилитель не подвержен "инерционности", как полупроводниковый и поэтому звучание более эмоциональное.

- 50 дБ +
#

Еще один "капитан очевидность", на этот раз хотя-бы американский, а не "британские ученые" :)

- 60 дБ +
Чтобы оставить комментарий, войдите, пожалуйста.