Тип ламп, выходные трансформаторы и их вклад в звучание электрогитары

Существует множество мнений относительно того, какие лампы лучше всего использовать в усилителях для электрогитар. Написано немало статей, в которых графически представлен ряд гармоник с теми или иными лампами. Однако, по непонятным причинам отсутствует, собственно, сам предмет разговора — звуковые примеры для сравнения. Чтобы не писать очередной научный труд на 500 страниц, перейду, непосредственно, к звуковым примерам. Речь пойдёт о лампах, часто используемых в гитарном усилении, а также о закулисной стороне гитарных усилителей.

12ax7(ECC83) vs 6н2п-ев

Предварительный усилитель 5 Вт однотактного гитарного усилителя:

напряжение анодного источника — 325 вольт, накал — 6,3 вольта
Примеры записаны с использованием данного усилителя в паре с 1 динамиком Celestion 12m Greenback

2-ая лампа (ограничитель) в ламповом Distortion эффекте T-324:

Напряжение анодного источника — 235 вольт, накал — 6 вольт
Примеры записаны с использованием усилителя Regent 30 mod в паре с 1 динамиком Celestion 12m Greenback

Лампы усилителя мощности в разных режимах:

Примеры записаны с использованием усилителя Regent 30 mod в паре с 1 динамиком Celestion 12m Greenback

Сколько ватт нужно гитаристу для счастья:

Есть множество легенд , передающихся от отцов к сыновьям и повествующих о том, что ламповый усилитель раскрывается только на максимальной громкости и только так настоящие «бойцы гитары» могут услышать воинственный голос Дина. Причины возникновения этих легенд лежат в далеком прошлом, рассмотрим некоторые из них:

Объективные причины:

1. Первый Distortion эффект был получен именно на большой громкости, когда усилитель уже не мог нормально, без искажений усиливать сигнал с гитары. Перегруз оценили по достоинству, он открыл новые возможности для самовыражения . Так громкий звук гитарного усилителя стал традицией в рок-музыке.
2. При хорошей громкости оконечные лампы начинают ограничивать сигнал, и намагничивание сердечника выходного трансформатора заходит в область насыщения, появляется дополнительная компрессия сигнала.
3. В студиях гитару записывают тоже не тихо, хотя бы из-за того, что необходимо добиться хорошего соотношения «сигнал — шум», а чувствительность динамических микрофонов невысокая и собственный шум микрофонного предусилителя никому не нужен.
4. Гитарные динамики на очень малой громкости не раскрывают полностью свой потенциал.

Субъективные причины:

1. Особенности физиологии человеческого слуха (если играть ОЧЕНЬ громко) — слуховой аппарат человека пытается защитить себя от разрушения. Мозг в данном случае работает как «мультибенд компрессор» и сглаживает отдельные «торчащие» резкие пики на разных частотах, а из-за этого возникает иллюзия слитности звуковой картины. Если к этому ещё прибавить передачу колебаний звуковой волны человеческому телу, то звук в голове играющего приобретает убойный характер. Если гитарист находится рядом с гитарным «кабинетом», он воспринимает звук иначе, чем на записи. Этот эффект можно сравнить с первой записью вокалиста, когда тот отказывается узнавать свой голос, слушая его через колонки.
2. Есть ламповые усилители, у которых, действительно, тембр меняется от поворота ручки GAIN и MASTER, и это явление никак не связано с объективной причиной номер 2. Бывает, что производители вносят в эти цепи тонокомпенсацию, чтобы подчеркнуть на малой громкости высокие частоты, в результате при минимальном Gain или Master звук «песочит». Предварительный усилитель (особенно если он «нафарширован» большим количеством функций и каналов, и при этом используется минимально-возможное количество ламп, где роль многоканальности выполняет коммутация на паре ламп , может иметь «паразитные» ёмкости между каскадами усиления, коррекции и коммутации сигнала. На такие «мелочи» никто на репетициях или концертах внимания не обращает. Дискомфорт возникает только у домашних гитаристов, купивших очередной мощный усилитель с хорошим соотношением «цена — навороты» и крутящих ручки в поиске оптимального звука дома. Творческий процесс, как правило, заканчивается, когда на пороге появляется жена с недобрым взглядом и сковородкой в руке. Впрочем, отчаиваться тоже не следует, так как есть более простые одноканальные усилители, где этот замечательный «эффект» отсутствует.

Рассмотрим для наглядности звуковые примеры двух ламповых усилителей, это Regent 30 mod 37 ватт и «однотакт» на 5 ватт

В отличии от Regent 30 mod., однотактный усилитель звучит мягче, на нём приятнее играть с эффектом Distortion, находясь рядом с «кабинетом» на «домашней» громкости. Причины простые:

1. Динамический диапазон уже, чем у 37- ваттного усилителя, и звук на домашней громкости лучше «причёсан».
2. Есть отличия в составе гармоник «однотакта» и «двутакта», однотактный усилитель звучит более музыкально там, где требуется мягкость и певучий звук.

Есть и минус — нельзя получить при такой мощности очень «жесткий» звук при игре ритм-партий, как с мощным «двухтактном».

Хорошо это или плохо?

1. После записи сигнал, полученный с мощных усилителей, обрабатывается и упаковывается в зависимости от требований «микса» — эквализация, компрессия на определенных частотах.
2. У 5 Вт «однотакта» звук получается уже упакованным и шире динамику уже не сделать. С другой стороны, «однотакт» легче и быстрее записывать неопытным гитаристам, особенно в домашних условиях.

Вывод: сколько нужно ватт каждый решает сам, в зависимости от результата, который необходим. Надо только учитывать, что чем больше мощность, тем шире динамика, а в общем «миксе» она может иногда быть излишней. Самое главное — необходимо чётко и ясно понимать, что делаешь и зачем, а это самая большая проблема, более важная, чем наличие «топового» оборудования для записи.

Лампы лампами, но они сами по себе не звучат. Как они будут работать, зависит от того, кто их включает и как, и чем их будут «кормить». Поэтому стоит ещё затронуть проблему качества «фарша» для ламп.

Звук лампового усилителя зависит, в первую очередь, от качества выходного трансформатора, а он необходим для того, чтобы согласовывать высокое сопротивление ламп усилителя мощности с низким сопротивлением нагрузки (динамик). Это — 70% успеха при адекватном предварительном усилении, а неадекватность последнего может легко свести на «нет» достоинства первого.

Технология изготовления выходных трансформаторов отличается от обычных сетевых. Тонкие пластины сердечника должны изготавливаться из сплава с «полезными» добавками «цветных» металлов, кремния, и низким содержанием углерода. Обмотка трансформатора должна быть разбита на секции, что уменьшает паразитную ёмкость между слоями витков, а от этого, в свою очередь, зависит частотный диапазон усилителя. Если этого не сделать, частотная характеристика может иметь ограничения до 6-7 кГц . Гитарные динамики имеют «завалы» после 5 кГц, поэтому возникает резонный вопрос: зачем тогда гитарному усилителю «широкая полоса»?

А она нужна, поскольку то, что выше 5 кГц, гитарным динамиком воспроизводится тише относительно своего рабочего диапазона. И именно то, что выше 5 кГц, делает звук читаемым и живым. Если полоса «высоких» у усилителя ограничена, то пропадает «прозрачность» звучания.

Размер сечения сердечника выходного трансформатора рассчитывается исходя из мощности усилителя и типа ламп. Выше мощность — больше размер, более толстый провод и меньше витков, меньше индуктивное сопротивление обмотки, и полоса воспроизводимых частот шире. Выходной трансформатор в идеале должен быть размером с сетевой или немного меньше, но бывает, что выходные трансформаторы в усилителях с одинаковой мощностью имеют отличия в размере иногда в 6 раз! Одна из причин — это качество сплава стали сердечника выходного трансформатора, от этого зависят его характеристики и размер, другая — экономия на себестоимости изделия. Если сплав не самый удачный, то иногда пытаются компенсировать этот недостаток, путём увеличения размера сердечника, но это полностью проблемы не решает, так-как при одинаковых размерах выходной трансформатор с качественным «звуковым железом» будет работать на порядок лучше, а полоса воспроизводимых частот шире при меньшем кол-ве нелинейных искажений.

В недорогие ламповые усилители 15-30вт иногда ставят совсем маленькие выходные трансформаторы, что не совсем пропорционально мощности данных усилителей.

Минусы такого решения:

1. Намагничивание сердечника выходного трансформатора заходит в область «пересыщения», появляются лишние немузыкальные искажения даже на средней громкости.
2. Трансформатор небольшой, поэтому используется более тонкий провод и большее кол-во витков. Это приводит к ещё большей «паразитной» ёмкости и повышению индуктивного сопротивления обмотки, из-за чего возникают дополнительные нелинейные искажения и понижается полоса воспроизведения частот.
3. Узкий звук в этом случае, компенсируют частотно зависимой ООС, что меняет правильный для усилителя баланс частот и ухудшает «читаемость», но создаёт некую иллюзию широты.
4. Отдача на «низких» слабая , звук не динамичный.

Плюсы такого решения :

• Уменьшение себестоимости и конечной цены готового продукта.
• Уменьшение веса и габаритов.

Получается, что для бескомпромиссного качества звука выходной трансформатор должен быть большого размера, но слишком большой размер тоже ни к чему, если не стоит задача довести верхнюю границу воспроизводимых частот до 500кгц. При расчётах должно действовать правило золотой середины. Нет смысла тратить 3000 евро для того, чтобы улучшить звучание усилителя на 0,003%. Ситуация с выходными трансформаторами очень напоминает звучание файлов формата MP3, при несильной компрессии многие не могут отличить сжатый звук от оригинала, а есть предел этой компрессии, когда уши отказываются воспринимать такой звук и порог этой «компрессии» у каждого свой. Большинство рядовых обывателей не имеет больших требований к качеству звука, а большинство тех, кто играет даже не знают, что такое выходной трансформатор в ламповом усилителе и для чего он нужен. Выходной трансформатор для ламп важен не меньше, чем хороший датчик для электрогитары и с разными по конструкции трансформаторами звучание будет имеет отличия.

Для наглядности звуковой пример с разными выходными трансформаторами , но с одинаковой начинкой усилителей и одинаковым положением ручек настройки:

Звук разный и подкорректировать 2 примера под один результат простым эквалайзером не получится. Процесс, который происходит при передачи сигнала от ламп к динамику, весьма деликатный и тонкий. Видимо поэтому не существует одного универсального усилителя для всех времён и народов. Каждый музыкант ищет что-то особенное, то, что подходит именно ему, а производители стараются по мере своих скромных сил радовать гитариста новыми усилителями, иногда очень недорогими.

Но чудес не бывает, а если они и случаются, то, как правило, не с нами.

Цена уверенно-среднего по качеству выходного трансформатора для усилителя типа Marshall TSL100 равна 120-170 евро, есть выходные трансформаторы и по 300-600евро. Догадайтесь с 3х попыток, какие выходные трансформаторы будут стоять у готовых ламповых усилителей с ценой от 100 до 600евро.

С недорогими маломощными усилителями ситуация чуть другая, в дешевые комбо на пару ватт идут очень простенькие выходные трансформаторы. То, что они «валят» высокие частоты как раз приходится кстати, так как динамики тоже простенькие и звучат резко. Получается автоматическая коррекция «лишнего», что по вкусу покупателям из-за невысокой цены, так и изготовителям.

Впрочем, гитарный звук и его усиление не является академически точной наукой. Для творческих задач иногда требуется старинное ретро-звучание 50х годов прошлого века, а современный гитарный усилитель с такой задачей может не справится. Усилители той эпохи имели выходные трансформаторы с довольно узкой, по современным меркам, полосой пропускаемых частот, и, как ни странно, именно этот «неправильный» звук вызывает ностальгию по былым временам и их героям, как и патефон и характерное потрескивание виниловой пластинки.

В середине прошлого века не было широкополосных динамиков, поэтому высокое качество от согласующих трансформаторов не требовалось, да и с различными сплавами для сердечника никто особо не экспериментировал. Эта тенденция имела место быть по отношению ко всем звуковоспроизводящим бытовым устройствам того времени. Если взять любое радио тех лет, то мы не увидим даже намека на секционирование выходного трансформатора, и в общем это было тогда ни к чему. Динамики в таких радио имели верхний предел полосы «высоких» 3-5кгц, их прямой задачей было воспроизводить голос диктора. Получаемый таким образом тембр можно охарактеризовать как эффект телефонной трубки. Только в начале 60х годов стали появляется первые динамики с более широкой полосой и это потянуло за собой изменения в технологии изготовления усилителей. В тоже время стала параллельно развиваться технология изготовления ламповых усилителей для электрогитары, и она продолжается до сих пор, хотя основные принципы и схемотехника не сильно изменились за 50 лет.

Чётких правил в получении интересного звучания нет. И слушателя совершенно не волнует, как и с чем записан тот или иной гитарный трек. Критерий один — нравится или не нравится. Если музыканту удаётся завоевывать сердца слушателей с тем оборудованием, которое есть в наличии — значит, направление выбрано правильно.

Евгений Удалов