lampa czy tranzystor? (1)

Pierwsza część artykułu próbuje odpowiedzieć na pytanie- co lepsze? Druga część jest uzupełnieniem, wyjaśniającym jak dobiera się wzmacniacze do głośników uwzględniając specyfikę technologii półprzewodnikowej i lampowej.

Był taki czas gdy zachłyśnięci nową technologią- półprzewodnikową, porzucaliśmy stare dobre lampy. To jeszcze czas longplaya, ale już niedługo firmy Sony i Philips przedstawią rewolucyjny projekt- Compact Disc.

Zanim przełom nastąpi to tranzystor będzie atakował, a lampy będą wciąż w odwrocie. Technika półprzewodnikowa proponowała przede wszystkim wielofunkcyjność i poręczność., trwałość, mniejszy apetyt na prąd, z perspektywą miniaturyzacji. Melomani chętnie pozbywali się swoich ciężkich lampowych wzmacniaczy i magnetofonów. Popularność zdobywały radiomagnetofony skupiające w sobie odbiornik radiowy, magnetofon, wzmacniacz i głośnik. Były lekkie, więc możliwe stało się noszenie ze sobą w każde miejsce jakie można było sobie wymyślić.

A jednak legendarne konstrukcje Luxmana, Quada, McIntosha, Dynaco, Marantza z lat 60. były sprzedawane przez wiele jeszcze lat, mimo ekspansji tranzystorów i układów scalonych. Audiofile to konserwatyści najczęściej. Nowych konstrukcji lampowych nie przybywało, ale lampy elektronowe były nadal produkowane, bo przemysł zbrojeniowy je potrzebował. Z tej wojskowej serii lamp korzystali Vox (2*12AX7, 2*EL84) i Marshall (3*ECC83, 4*EL34), producenci wzmacniaczy gitarowych. Oferowały dźwięk bardziej zniekształcony, ale cieplejszy i który można było przesterowywać. W dużej mierze tym firmom zawdzięczamy, że lampowy przemysł audio przetrwał.

Na renesans lamp, tak jak na to zasłużyły, należało jeszcze poczekać do lat 90. Powstały nowe marki- Cary Audio (1989), Manley Laboratories (1988). Hiroyasu Kondo konstruuje On-Gaku (1988), Audio Research powiększa swoją ofertę, Taku Hyodo opuszcza Luxmana w roku 1979 i zakłada Kouri Denki Co. (sławę mu przyniosą dopiero wzmacniacze pod marką Leben, produkowane od 1995 roku)…

Od tego czasu świat audiofilski podzielił się na entuzjastów technologii lampowej albo półprzewodnikowej. Jedni drugich przekonują do wyższości jednej konstrukcji nad drugą, wykazując różnice, zalety i wady. Istnieją charakterystyczne różnice dźwiękowe, które wprawnym uszom pozwalają je odróżnić. O moich preferencjach nie będę pisał, bo nie wpływają na obiektywną (tak sądzę) ocenę, mimo że je mam. Miałem przyjemność słuchać muzykę ze wspaniale brzmiących systemów używających obu technologii. Spróbuję odkryć obiektywne różnice z punktu widzenia codziennej eksploatacji, tak aby ułatwić mniej doświadczonym audiofilom dokonanie bardziej świadomej decyzji przy zakupach.

W wielu przypadkach osobiste preferencje dyktują metodę amplifikacji, ale oprócz subiektywnych ocen istnieje kilka ważnych zagadnień, przed którymi stoi audiofil próbując dokonać wyboru. Z praktycznego punktu widzenia sprzęt lampowy jest gorszy, bo przede wszystkim:

1. Lampy mają krótszą żywotność niż tranzystory (wymagana jest ich wymiana po około 2000/5000. godzin pracy. Częstotliwość, z jaką należy to robić, zależy od rodzaju lamp stosowanych i w dużym stopniu od producenta lamp)
2. Koszty eksploatacyjne są wyższe (przede wszystkim ceny lamp na nie wpływają. Mogą się różnie kształtować- od paru dolarów do setek dolarów. Należy też pamiętać, że istnieje tolerancja w przewidywanym okresie prawidłowej pracy lamp. Wpływ maja topologia układu elektrycznego oraz czynniki, o których najczęściej się zapomina- np. obciążenie stawiane przez głośniki ma bezpośredni wpływ na oczekiwaną żywotność lamp, nawet i dwukrotnie, porównując dwa różne systemy, z których jeden grał ciszej, a drugi głośniej. Innymi słowy- użytkownik o bardzo wydajnych głośnikach, w małym pokoju, ma szansę dłużej używać te same lampy niż inny, który takich warunków nie ma, a lubi słuchać głośno.)

Na trwałość i łatwość użytkowania można spojrzeć różnie. Układy półprzewodnikowe są na ogół uważane za niezawodne. Rzeczywiście, tranzystory są bardziej trwałe od lamp próżniowych. Chociaż półprzewodniki rzadziej zawodzą to jednak ideałem nie są i zepsuć się mogą… Wtedy „wizyta” u producenta lub w serwisie jest nieunikniona. Natomiast jeśli lampa „umiera”, zazwyczaj wystarczy prosty zabieg jej wymiany na nowy egzemplarz, co nie jest trudnym ani pracochłonnym zajęciem. Można uznać, że mimo większej podatności lamp na uszkodzenia, są łatwiej naprawialne. Jednocześnie- „nic nie jest wieczne”. To stwierdzenie jest prawdziwe dla wszystkich urządzeń elektronicznych. Czy to będą lampy, czy tranzystory starzeją się, więc z biegiem czasu (jak również kondensatory i innych składniki) będą traciły swoją wydajność, do jakiej nas przyzwyczaiły. Wzmacniacz, który powstał piętnaście lat temu, nie będzie brzmieć „jak nowy”, nie łudźmy się! A stopień utraconej wydajności może być niedoceniany, albo niezauważony przez użytkowników. W każdym razie, kto nie chce z zatroskaniem patrzeć na sprzęt audio, kto nie lubi odkręcania śrub, wsłuchiwania się w brumienie głośników niech raczej wybiera produkty półprzewodnikowe, choć nikt nie zagwarantuje, że będzie mniejsze problemy stwarzał niż lampowiec. Jest coś ważniejszego co powinniśmy brać pod uwagę, ważniejszego niż praktyczne aspekty wyżej wymienione- tzw. synergia układu audio (odpowiednie dopasowanie każdego z elementów systemu audio od dystrybutora prądu zasilania po głośniki). Synergia układu audio to w równym stopniu dopasowanie techniczne uwzględniającym przede wszystkim parametry znamionowe urządzeń, co brzmieniowe aspekty, które muszą w efekcie być w zgodzie z naszymi preferencjami natury muzycznej szeroko rozumianej. Upraszczając- możemy myśleć o lampach gdy nie ma potrzeby generowania wielkich mocy elektrycznych lub gdy zasilamy bardzo skuteczne głośniki o zrównoważonej charakterystyce impedancji (niska impedancja głośników „woli” wysokie wartości prądu). Ciepło wytwarzane przez wzmacniacz lub przedwzmacniacz może mieć silny wpływ na wybór, bo przecież trzeba go skutecznie odprowadzić by nie narażać układów elektronicznych na przegrzanie. To zagadnienie nie jest charakterystyczne wyłącznie lampowym układom, ale również wzmacniaczom tranzystorowym klasy  A. W związku z tym należy zapewnić dodatkową wentylację sprzętom „cieplejszym” niż większości  tranzystorowych urządzeń. Wszystkie składniki elektroniczne są wrażliwe na drgania. Dźwięk ulega degradacji wraz z silniejszym wpływem wibracji rozchodzących się w powietrzu i przenoszonych przez przedmioty. Szczególnie lampy (tzw. mikrofonowanie) są podatne na ich niepożądany wpływ, więc szczególną ostrożnością należy się wykazać przy dobieraniu lokalizacji urządzeń w nie wyposażone oraz przy doborze materiałów platform czy stóp, dzięki którym mogą drgania się rozproszyć lub zniwelować. Same kłopoty z tymi lampami… Prawda?

Nie, nie same kłopoty, bo i ma zalety. Zniekształcenia nieliniowe, które są dokuczliwe, jeśli ich procentowa zawartość w sygnale jest znacząca i jeśli dotyczy wzmacniaczy tranzystorowych. Dokuczliwość zniekształceń zależy też od ich częstotliwości. Zniekształcenia harmoniczne rzędów parzystych są przyjemniejsze dla słuchacza niż nieparzyste harmoniczne, a że zniekształcenia generowane przez lampowe wzmacniacze elektroakustyczne są parzystymi to i są łatwiej tolerowane i przyjemniejsze. Zniekształcenia klasycznych wzmacniaczy tranzystorowych to niekorzystne spektrum harmonicznych o nieparzystych indeksach. Technika tranzystorowa generuje się jeszcze inne problemy. Pojawiło się nawet określenie- „tranzystorowy dźwięk”, co miało znamionować dźwięk o odcieniu „metalicznym”, aż po odczucie jego „szorstkości” i „nieczystości”. Przyczyną tego zjawiska są zniekształcenia intermodulacyjne, które nazwano zniekształceniami typu TIM. Źródłem tych zniekształceń jest głębokie sprzężenie ujemne. Normalnie, bez sprzężenia, wzmacniacz ma stosunkowo wąskie pasmo przenoszenia. Zastosowanie ujemnego sprzężenia zwrotnego zapewnia obniżenie poziomu zniekształceń harmonicznych i uzyskanie szerokiego pasma. W dzisiejszych konstrukcjach problem ten występuje jedynie w przypadku  tanich wzmacniaczy, gdzie nadal stosuje się głębokie sprzężenia ujemne. W wysokiej klasy wzmacniaczach wykorzystuje się bardzo szybkie tranzystory, które pozwalają zmniejszyć sprzężenie do rozsądnych wartości.

No i dochodzimy do zjawiska, które nie jest mierzalne- do specyficznej aury dźwiękowej, magii, wybrzmiewania instrumentów bliższe naszemu doświadczeniu z sal koncertowych. To audiofilom towarzyszy od lat 50. przy obcowaniu z lampami. I jeszcze coś- większość melomanów zgadza się, że elektronika lampowa przoduje w prezentacji średniego zakresu częstotliwości, łatwo pokazuje bogactwo oraz ciepło tego zakresu. Obok głównego nurtu współczesnej produkcji rodzi się potrzeba ratowania legendarnych konstrukcji- Dynaco ST-70 (z lat 1959 do 1990), McIntosh MC275 i Marantz 8B (o były produkowane od 1961 roku), Cary Audio CAD-805 (z roku 1991). Powstaje rynek części zamiennych i usług serwisowych dla wielu starszych jednostek.

Świetne stare konstrukcje tranzystorowe też mają swoich wielbicieli- Sansui, Pioneer, JVC, Revox… To tylko przykłady.

Dzisiaj, lampowe audio i solidne projekty tranzystorowe, wydają się poszukiwać kompromisów- półprzewodnikowe nabierają bardziej lampowego charakteru, natomiast konstrukcje lampowe oferują większe wyrównanie skrajnych częstotliwości z średnimi tonami. Jednak, nawet przy większym podobieństwie obu topologii, istnieją różnice, które dają wybór palety dźwięku, który usatysfakcjonuje preferencje wielu melomanów. Czy w przypadku konstrukcji tranzystorowych, czy lampowych, subiektywnie najlepsze brzmienie osiągają wzmacniacze z  możliwie najmniejszą liczbą tranzystorów lub lamp. Układy z większą ich ilością nie uzyskują szlachetności brzmienia jak układy jedno- (SE), a najwyżej dwutranzystorowe (dwulampowe, push-pull).

Wady i zalety wzmacniacza lampowego:
+pracują liniowo bez ujemnego sprzężenia zwrotnego,
+są odporne na przeciążenia i zmiany napięcia,+parametry nie zależą od temperatury pracy
+wykazują większą dynamikę niż układy tranzystorowe,
+transformator wyjściowy chroni głośniki w przypadku uszkodzenia lampy,
+wymiana lamp nie jest skomplikowana
-urządzenia lampowe są droższe od tranzystorów,
-wymagają wysokich napięć zasilających,
-zużywają sporą moc zwłaszcza na straty cieplne,
-podatne na uszkodzenia,
-krótka żywotność lamp

Wady i zalety wzmacniacza tranzystorowego:
+tańsze od lamp,
+małe straty cieplne,
+odporne na wstrząsy i wibracje,
-układy bardziej złożone i wymagają ujemnego sprzężenia zwrotnego,
-wrażliwe na przeciążenia i skoki napięcia,
-wymiana czegokolwiek możliwa właściwie tylko w serwisie.