Тестовый аудиотракт

Общепринятый метод тестирования музыкальных свойств аудио компонентов заключается в том, что их качества оцениваются в том месте тракта, где данный компонент будет установлен, однако для проведения серьезных тестов такой метод неудобен и малоэффективен. Попытка унифицировать тестирование радиодеталей была предпринята мной несколько лет назад и описана здесь. Суть ее состоит в том, что компонент тестируется в разрыве электрической цепи с высоким входным сопротивлением, что позволяет тестировать, как провода, так и резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности практически любого номинала. Такая унификация стала возможна после открытия системы электрических контуров – точной схемы предпочтительных направлений проводников и радиодеталей усилителя. За несколько лет изучения и использования этой системы оказалось, что контуры – это лишь малая часть крайне сложной аудиоголоволомки, так как точность результатов тестирований, не смотря на все усилия, оставалась неудовлетворительной. На поверку, в среднем 7 попыток определения направленности из 10 оказывались удачными, причем иногда результат мог быть просто удручающим – 3 из 10, а иногда и ошеломительно точным. Настойчивые попытки разобраться в причинах неудач постепенно выявили множество других, не менее важных и интересных аудиозакономерностей,таких, как:

• Векторная Направленность радиокомпонентов [3], суть которой состоит в том, что направленность – это трехмерный, а не линейный (одномерный) феномен, как это считалось ранее. Практически это означает, что точки входа и выхода на поверхности радиокомпонента совсем не обязательно расположены вдоль длинной стороны радиокомпонента, например, направленность провода может быть максимально выражена не в продольном, а в его поперечном направлении. Точность общепринятого, линейного определения направления и эффективность использования музыкального потенциала такого провода будут близки к 50%, так как такой провод будет максимально изменять свое звучание не при переполюсовке его выводов, а при касании к разным местам на его боковых поверхностях.
• Необходимость соблюдать направленность диэлектриков наравне с проводниками [7].
• Необходимость определенной пространственной ориентации компонентов по вертикали и по отношению к слушателю.
• Учет взаимовлияния близко расположенных друг к другу компонентов. [6]

Все эти, постепенно проясняющиеся по ходу дела детали требовали для их контроля специальный, тестовый аудиотракт, который должен иметь повышенную ясность звучания, возможность точечного электрического контакта с тестируемым компонентом в любом месте на его поверхности, возможность изменения пространственной ориентации компонента в процессе тестирования, возможность тестировать диэлектрики, возможность сравнивать звучание фабричных конденсаторов, сопротивлений и индуктивностей. Наиболее сложными задачами оказалось тестирование диэлектриков и обеспечение высокой ясности звучания тракта. В процессе решения этих задач было проведено множество экспериментов, которые обсуждались на форуме АМЛ, здесь они изложены в виде краткого конспекта.

Предварительные эксперименты:

1. Влияние общего количества компонентов тракта на ясность звучания отдельных компонентов.

   Важным открытием стало то, что сопоставимое по значимости улучшение ясности наблюдалась, как при сокращении компонентов в сигнальной цепи тракта, так и при упрощении схемы источника питания, и при упрощении конструкции механики тракта.

   Методика: эксперимент проводился методом поэтапного упрощения электрической схемы и конструкции усилителя, при этом на каждом этапе оценивались изменения в ясности звучания усилителя. В ходе эксперимента, на каждом последующем этапе звучание компонентов становилось разборчивей и выразительней в прямом соответствии со сложностью конструкции изъятого перед этим компонента: чем сложнее была конструкция изъятого компонента, тем разборчивей и выразительней становилось звучание оставшихся. По завершении нескольких этапов (после значительного упрощения конструкции), стали отчетливо различимы и изменения в самой музыке, в которой проявились не слышимые до этого нюансы. Например, на определенном этапе, при фокусировке внимания, в оркестре стало возможным отчетливо слышать раздельное звучание групп инструментов (скрипок, альтов, виолончелей, контрабасов, труб, валторн). На завершающих этапах стали в той или иной степени контрастно слышны и отдельные инструменты в группах. Чем проще схемотехнически становился усилитель, тем больше становился прирост ясности от каждого последующего удаленного компонента, тем больше живых эмоций появлялось в самой музыке. Важным открытием стало то, что сопоставимое по значимости улучшение ясности наблюдалась, как при сокращении компонентов в сигнальной цепи тракта, так и при упрощении схемы источника питания, и при упрощении конструкции механики тракта.

   Результаты: эксперимент показал, что звучание компонентов в аудио тракте аналогично по некоторым своим свойствам со звучанием живого хора, а именно, чем больше компонентов содержит тракт, тем менее различимы отдельные голоса и тем меньшую значимость имеет каждый отдельный голос. При этом оказалось, что на ясность звучания тракта оказывают отрицательное влияние не только компоненты сигнальной цепи, как это было принято считать ранее, но каждый лишний электрический компонент тракта, включая компоненты цепей питания, и каждая лишняя часть механики [8].

2. Ясность звучания компонентов в зависимости от их местоположения в тракте.

   Звучание аудио носителя передается в сторону громкоговорителя параллельно по нескольким, равнозначимым по степени своего влияния тонким руслам: частично – по сигнальной цепи, частично – по цепям питания, включая питание двигателя привода, частично через механические детали тракта, частично – через воздушное пространство.

   Методика: в произвольных участках схемы тракта рассоединялись электрические цепи и разрыв соединялся через отрезок провода с хорошо идентифицируемым звучанием, изменения в его звучании оценивались на слух. Эксперимент продемонстрировал, что звучание провода наиболее отчетливо слышно, когда он включен в разрыв цепи у клемм звуковой катушки громкоговорителя. Практически так же хорошо звучание было слышно при подключении на клеммах обмотки подмагничивания громкоговорителя. Далее, по мере удаления от громкоговорителя, в обеих цепях (сигнальной и цепи питания подмагничивания) тестовый провод был слышен все менее разборчиво, причем разборчивость ухудшалась пропорционально количеству компонентов, отделяющих его от громкоговорителя. Проверка проводилась в сигнальной цепи вплоть до головки звукоснимателя, а в цепи питания – вплоть до щетчика в распределительном щитке 220 вольт. В обоих конечных случаях основной тон (окраска) в звучании провода был еще достаточно хорошо различим, но само звучание было лишено выразительности, и в нем отсутствовали нюансы, свойственные данному проводу при включении его у громкоговорителя. Исследования механики аудио тракта выявили сходную картину: при установке тестовой пластины из сухой резонансной ели, имевшей выразительное звучание, в зазоры между различными частями механики, оказалось, что лучше всего она слышна, когда установлена между громкоговорителем и лицевой панелью АС.

   Результаты: косвенно подтвердились результаты предыдущего эксперимента, указывающие на равнозначимость влияния компонентов сигнальной цепи, цепей питания и механических частей аудио тракта на звучание аудио тракта. Так же, в ходе эксперимента прослеживалось и сходство звучания компонентов тракта с живым хором, где голоса исполнителей в ближних к слушателю рядах при прочих равных слышны разборчивей остальных, и значимость их выше. Эксперимент позволил выдвинуть две конкурирующие теории:

   • Звучание аудио носителя передается в сторону громкоговорителя параллельно по нескольким условным, тонким «руслам»: частично – по сигнальной цепи, частично – по цепям питания, включая питание двигателя привода, частично через механические детали тракта, частично, при достаточной громкости, вызывающей вибрации корпуса и компонентов тракта – через воздушное пространство.
   • Слушатель входит в некий прямой, тонкий контакт с изначальным замыслом Композитора (Творца), степень проявления которого зависит от таланта исполнителя, от тонких свойств грампластинки и от тонких свойств компонентов аудио тракта и всего, что находится в комнате прослушивания.

3. Тестирование диэлектриков.

   Оценить окраску и направленность диэлектриков оказалось возможным, смачивая их поверхность водой, при условии, что вход тестера (место “con.” – см. схему тракта) имеет большое входное сопротивление. Капля воды звучит достаточно нейтрально и на ее фоне хорошо различимы оттенки звучания дерева, бакелита, резины, текстолита, лакокрасочных пленок, канифоли и прочих диэлектрических материалов.

4. Влияния демпфирующих материалов на ясность звучания.

   Демпфирующие материалы ухудшают ясность звучания, как аналоговой, так и цифровой аудио техники

   При проведении экспериментов по п.2. в части механики выяснилось, что наиболее отрицательно на ясность тракта влияют использованные в нем демпфирующие материалы, такие как: резиновые ножки, втулки, прокладки, пассики, различного рода уплотнители, в том числе войлочные. Интересно, что исключение резиновых виброгасителей из привода для проигрывания грампластинок проясняет звучание тракта так же выражено (с поправкой на изначальный уровень ясности сравниваемых трактов), как и исключение виброгасителей из привода компакт диск проигрывателя [9].

5. Звучание компонентов в зависимости от их года выпуска.

   «Винтажность звучания» оказалась свойственна всем исследованным компонентам пропорционально их году выпуска: чем старше компонент, тем более благородное и ясное звучание ему свойственно. Винтажный звук свойственен не только старым радио деталям, но и любым старым предметам, независимо от того где и как они использовались.

   Мягкое звучание старой аудиоаппаратуры с натуральной передачей тембров в нижнем регистре, любят и ценят, как аудиофилы, так и профессионалы. Существует общепринятая теория возникновения такого звучания, базирующаяся на интуитивном сопоставлении аппаратуры с хорошим вином или коньяком. По этой теории, сразу после своего изготовления тракт играет «не зрелым», «современным» звуком, но постепенно «приигрывается» и приобретает благородные нотки в своем звучании, которые принято называть «винтажными». Аналогичная теория существует и применительно к музыкальным инструментам. В конце 2006 года меня заинтересовал этот момент, и я целенаправленно исследовал несколько довоенных радиоприемников, радиол и граммофонов, а так же множество радиодеталей 1910-1930х годов выпуска. Выяснилось, что «винтажность» в звучании свойственна абсолютно всем исследованным компонентам пропорционально их году выпуска: чем старше компонент, тем более благородное звучание ему свойственно. Отдельно были исследованы различные старые вещи не относящиеся к радиотехнике, как проводники, так и диэлектрики, а именно: ножи, топоры, пилы, посуда, различные деревянные, стеклянные и мраморные предметы с клеймами, позволяющими оценить их возраст. Оказалось, что звучанию данных предметов была так же свойственна искомая «винтажность», выраженная в соответствии с их предположительным годом выпуска. Позже были произведены исследования, указавшие причину (или одну из причин) различного звучания компонентов, изготовленных из одинакового материала:
   

6. Влияние режущего инструмента на звучание обрабатываемых им заготовок.

   • На поверхности, образовавшейся после раскалывания деревянного полена были сделаны небольшие по площади срезы инструментами различного года выпуска и различных фирм производителей таким образом, чтобы они выстроились в линию вдоль вектора направленности полена. Анализ звучания поверхности полена методом смачивания поверхности показал, что при контакте через любой из сделанных срезов, звучание заготовки отличается от звучания при контакте через эталонную поверхность, которой не касались режущие инструменты. При этом контакт через срезы, сделанные старыми лезвиями, вносил в звучание оттенки винтажности. При контакте через срезы, выполненные современными лезвиями, звучание становилось резче и менее интонируемым. Срезы современным электроинструментом и зашкуренные участки имели наибольшие потери в музыкальности относительно звучания эталонной поверхности.
   • Было проанализировано качество звучания паек, выполненных паяльниками различных годов выпуска и разной конструкции: наиболее ясная пайка с винтажным оттенком в звучании была получена при пайке старым паяльником, медное жало которого нужно было нагревать на открытом огне.
   Черты звучания, которое мы сейчас назывем “винтажным” формировалось у исследованным предметов в первую очередь момент их рождения, а не появлялись с возрастом, как это принято считать.

   Результаты: Эксперименты показали, что продолжительная работа аудио тракта не является причиной образования винтажного звучания его компонентов. При этом если звучание компонентов и изменяется с возрастом (что точно установить затруднительно), то оно является вторичным по отношению к чертам звучания компонента, формирующимся в процессе его изготовления. Проведенные эксперименты позволили выдвинуть теорию, что одним из тонких факторов, определяющих качество и формирующих звучание и направленность компонента, является энергетика изготавливающего его человека, передаваемая в большой степени через его руки и частично – дистанционно. Режущий и другие инструменты, так же участвуют в этом процессе, оставляя на изготовляемом предмете заметные “звучащие следы”. При этом, подобно очередности в степени слышимости компонентов, выявленной в п.2, при использовании режущего инструмента, на поверхности изготавливаемого человеком предмета формируется последовательность из последовательно убывающих по слышимости окрасок, где наибольшую “громкость” имеет окраска, возникшая под влиянием лезвия режущего инструмента, затем лезвиедержателя и только потом проявляется самая важная окраска от самого человека-мастера, которая из всех слышна наименее разборчиво и наиболее зависима от тонких свойств инструментов, которым он пользовался. Данная теория поясняет причины невыразительного звучания современной поточной аудио продукции, где в большая часть производственного процесса автоматизирована, а люди механически выполняют свою рутинную работу.
   Эксперименты так же показали, что компоненты для высококачественной аудиоаппаратуры необходимо изготавливать вручную, из природных материалов, без применения электрического инструмента, а для лучшего раскрытия свойств таких компонентов их надо устанавливать схемотехнически и пространственно ближе к громкоговорителю, чем имеющиеся в тракте комопненты-аналоги фабричного производства [10]. Результаты экспериментов так же применимы к струнным музыкальным инструментам, где аналогом громкоговорителя является верхняя дека, на которую через подставку передаются колебания струн.

7. Ясность звучания компонентов в зависимости от их пространственного расположения.

   Наилучшие результаты получаются, когда компоненты сигнальной цепи установлены по вертикали сверху вниз – сначала источник сигнала, затем усилитель, громкоговоритель, ниже всех – источник питания. По возможности последовательно надо расставлять и компоненты усилительных каскадов: входные компоненты монтируются в задней части корпуса, а последовательный монтаж каскадов идет в сторону передней панели, на которой закреплен громкоговоритель [11].

Конструкция тестового тракта

Тестовый тракт выполнен в виде моноблока из еловых досок, служивших межкомнатными перегородками в доме постройки середины XIX века, определенным образом ориентированных друг относительно друга (Фото.№1 и №2). Насколько было возможно, конструкция тракта была упрощена, демпфирующие материалы не применялись. Корпус сделан с помощью ручных, преимущественно самодельных режущих инструментов (фото№3) и инструментов, изготовленных в XVIII-XIX веках (фото.№4). Склейка проводилась осетровым и мездровым клеем без применения пластификаторов (Фото.№5). Чистовая обработка поверхностей производилась циклями, вырезанными из старого ножовочного полотна (Фото.№6), болотным хвощем, собранным в окрестностях Санкт-Петербурга (Фото.№7) [12] и измельченной вулканической пемзой. Чистовая заточка инструментов производилась брусками из природных абразивных камней (фото.№8). Для покрытия использованы грунт и шеллачный лак собственного приготовления. Боковые стенки корпуса использованы, как резонаторы, подчеркивающие низкие частоты, для чего после сборки корпуса и установки на свои места всех компонентов с помощью стамески была срезана часть древесины с внутренней стороны стенок, а на одну из них установлен дополнительный груз (Фото.№2 слева). Резонансы стенок настроены в квинту на частоты 60 и 90 гц. Нижняя середина диапазона подчеркнута с помощью рупора [13], пропорции и угол раскрыва [14] которого были определены опытным путем.

В тракте использован американский громкоговоритель с подмагничиванием Eveready, с клеенным из бумаги конусным диффузором и кожаным подвесом, предположительно 1930 г.в. Диск под грампластинки чугунный, цельнолитой, от дореволюционного граммофона, с проточенной направляющей канавкой по бортику для пассика из натуральной нити [15]. Диск был отбаллансирован (Фото.№9), коврики на диске не используются. Ось и конус под диск, винтовой прижим для пластинок, корпус упорного подшипника скольжения диска, тонарм и его поворотный механизм с разъемом RCA, крепеж и другие необходимые части механики выточены на довоенном токарном станке (Фото.№10) резцами тех же лет из старых бронзовых, латунных, медных и железных предметов быта, найденных на барахолках. Тонарм сделан из старого паяльника для лужения посуды (железный прут диаметром 10 мм с массивным медным наконечником, предназначенным для нагревания на открытом огне) [16]. Вертикальная подвижность тонарма обеспечивается с помощью вилкообразной опоры на которую он свободно укладывается, при этом расстояние между штырями вилки выбрано несколько меньшим, чем диаметр стрелы тонарма, так, чтобы стрела подклинивала в вилке под своей тяжестью и не могла проворачиваться вокруг своей оси при установке тонарма на пластинку (Фото.№11 и №12). Величина прижима иглы звукоснимателя регулируется продольным смещением тонарма относительно опорной вилки. Горизонтальная подвижность тонарма обеспечивается скольжением оси вилки в отверстии бронзовой опоры тонарма.

Диск приводится во вращение коллекторным двигателем Graphophone, который, судя по виду и великолепному звучанию, был изготовлен в конце XIX- начале ХХ века. Оригинальные щетки двигателя изготовлены из переплетенной и пропаянной тонкой медной проволоки (Фото.№13, вверху), однако их пришлось заменить на самодельные, угольные (Фото.№13, внизу), с целью уменьшить искрение, вызывающее радиопомехи, а так же для увеличения срока службы контактной группы коллектора, которая уже и так была сильно изношена и потребовала выравнивающей проточки. При подаче на двигатель минимально возможного напряжения, достаточного для развития необходимой для вращения диска мощности, помехи от двигателя через громкоговоритель не слышны. Мотор достался мне сильно проржавевшим (Фото.№14), с погнутым валом (Фото.№15) и со сгоревшими обмотками статора, которые пришлось перематывать (Фото.№16). Для крепления мотора в корпусе тракта и удобного регулирования скорости были спроектированы и изготовлены необходимые детали (Фото.№17), мотор был подвешен на четырех пружинах, сделанных их рояльных струн от пианино ХIX века (Фото.№18). Момент вращения передается на диск шкивом с тремя направляющими канавками различного диаметра для 33, 45 и 78 об/мин. (Фото.№19). Для переключения скорости вращения диска, двигатель вместе со своим подвесом сдвигается относительно стола по направлению к центру диска, затем пассик устанавливается на канавку с необходимым диаметром и двигатель сдвигается обратно до минимально необходимого натяжения пассика.

Электрическая схема и ее особенности

Схема тракта изображена на рис 1. Источником сигнала служит пьезоэлемент из сегнетовой соли РС [17], который позволяет обойтись без коррекции АЧХ усилителя и использовать только два каскада усиления на старых триодах [18]. Громкость регулируется шунтированием пьезоэлемента переменным проволочным конденсатором WC1 (Фото.№20) [19].

Первый каскад выполнен на лампе Siemens & Halske ВО (1925 г) (Фото.№2 - лампа слева) [20]. Сигнал от пъезо картриджа поступает непосредственно в сетку лампы, при этом теоретически необходимые цепи смещения в каскаде не используются [21], а рабочая точка лампы устанавливается подбором резистора нагрузки R3 и для старых маломощных триодов колеблется от 250 кОм до 10 мОм. С увеличением анодного сопротивления нагрузки, увеличивается и общее усиление каскада, при этом верхняя граничная частота каскада снижается, что позволяет найти такое значение сопротивления, при котором без применения дополнительных фильтров можно комфортно прослушивать зашумленные патефонные записи. Режим микротоков позитивно отражается и на звучании драйверной лампы, которое обретает большую деликатность. Примечательно, что с увеличением сопротивления нагрузки лампа обретает способность работать с пониженным в два и более раз напряжением накала, что снижает уровень фона от переменного тока питания накала и увеличивает срок службы лампы.

Анодный резистор R3 представляет собой деревянный цилиндр диаметром 2 см, на концах которого проточены участки диаметром 6 мм с небольшой конусностью, используемые, как выводы (Фото.21). На поверхности цилиндра нарезана (по часовой стрелке) спиральная канавка с шагом в один миллиметр и глубиной в пол миллиметра. В эту канавку уложена хлопчатобумажная нить, предварительно пропитанная смесью древесно-угольной пыли [22] и раствора камеди, собираемой с некоторых фруктовых деревьев(Фото.№22) [23]. Нить закреплена на концах цилиндра, [24] которые затем пропитаны тем же составом, но с большим содержанием угля, дающим нулевое сопротивление. Резистор вставлялся в установочное отверстие на дне корпуса с усилием, при этом предварительно в это отверстие вкладывается конец соединительного проводника, который при установке резистора в отверстие зажимается между конусным выводом резистора и внутренней стенкой отверстия, чем обеспечивается надежное электрическое соединение. Напряжение накала драйверной лампы регулируется с помощью специально спроектированного реостата с плавной регулировкой сопротивления и с двумя независимо регулируемыми винтовыми движками R1 и R2, шунтирующими при вкручивании нихромовую спираль (Фото.№23). Помимо установки необходимого напряжения накала, реостатом добиваются минимально возможного фона 50 Гц, изменяя соотношение сопротивлений его плеч при неизменном их суммарном сопротивлении [25]. При изготовлении такого реостата, нихромовую спираль следует наматывать на оправку несколько меньшего диаметра, чем диаметр регулировочного винта, который затем должен вкручиваться в спираль с натяжкой. Натяжка нужна, так как у нихрома тепловой коэффициент линейного расширения больше, чем у железа. Перед установкой спирали, поверхность резьбы регулировочных винтов необходимо отполировать.

Связь между каскадами выполнена с помощью проволочного конденсатора WC2 (на Фото.№21 вставлен в верхний вывод резистора R3) . После конденсатора WC2 установлен разъем J1-J2 для подключения тестовых щупов . Данное место по сумме плюсов и минусов оказалось наиболее подходящим для тестирования компонентов. С одной стороны оно находится не очень далеко от громкоговорителя и потери ясности еще не сильно затрудняют тестирование, с другой – выходной триод имеет достаточно большое входное сопротивление, что бы тестировать сопротивления вплоть до 3 мОм, любые индуктивности, конденсаторы и диэлектрики «методом смачивания поверхности». При этом сигнал на входе триода достаточно велик, чтобы без ощутимого увеличения уровня наводок 50 Гц пользоваться неэкранированными двухметровыми проводами с тестовыми щупами (пентод в этом смысле не подходит).

Оконечный каскад выполнен на лампе Siemens CA (1927 г), напряжение смещения на которую подается с движка подстроечного резистора R4 [26] (Фото.№21 - справа от лампы СА). Конструкция резистора такая же, как и R3, движок резистора изготовлен из согнутой по кругу рояльной струны, круговое направление которой совпадает с направлением нити. Для достижения минимального фона 50 Гц, лампа требует установки точного напряжения накала 3.65 вольт, что удобнее всего сделать с помощью нихромовых соединительных проводов. Отклонение от указанного напряжения в 0.1 вольт при номинальном смещении в сетке уже делает затруднительной точную компенсацию фона с помощью реостатов R1 и R2. Выходной трансформатор намотан старыми проводами в хлопчатобумажной изоляции на таком же старом железе с соблюдением правил взаимной направленности проводов и пластин магнитопровода [27].

Сетевой трансформатор выполнен на базе телеграфного высоковольтного повышающего трансформатора Теслы начала ХХ века (Фото.№2 - справа от громкоговорителя) и перемотан, смотанными с него проводами с соблюдением определенных правил намотки. «О»-образный магнитопровод трансформатора, составленный из прямоугольных пластин, уложенных по кругу в нахлест, позволяет соблюсти круговую и центробежную направленность пластин с минимальными векторными потерями. Выпрямитель однополупериодный [28] на лампе Telefunken RGN 1304 (1928 г, фото.№2 - лампа справа) . Электролитические конденсаторы фильтра питания: первый 18 мФ на 500 вольт 1928 года, восстановленный и вставленный в самодельный корпус С2. Второй – редкий американский жидкоэлектролитический конденсатор 1924 г. 30 мФ «Mershon» в стеклянном корпусе С1. Достался мне полностью высохшим, заржавевшим, с осыпавшимся внутрь банки раскрошенными резиновыми уплотнителями. Уплотнители были заменены, соль, сохранившуюся внутри банки, пришлось очищать: сначала растворить в дистиллированной воде, затем профильтровать и выпарить до первоначального объема. После сборки, двое суток конденсатор был подключен к постепенно повышающемуся постоянному напряжению через лампу накаливания. После формовки оксидного слоя алюминия, максимальное рабочее напряжение конденсатора получилось 280 вольт, что где то на 150 вольт меньше теоретического (то есть электролит и (или) алюминий оказались химически не чистыми), однако менять их на современные я, естественно, не стал. Конденсатор работает под напряжением 260 вольт без нареканий уже почти год. В качестве дросселя питания в схеме использована обмотка подмагничивания громкоговорителя.

Двигатель питается от отвода первичной обмотки сетевого трансформатора. Для снижения уровня вибраций, на двигатель подается минимально возможное напряжение, при котором двигатель развивает мощность, необходимую для нормальной работы механического стабилизатора скорости вращения. Обычно это оказывается около шестидесяти процентов от напряжения, рекомендуемого заводом изготовителем. Пайка в тракте производилась припоем, полученным из оловянной тарелки, изготовленной, судя по клеймам в конце XVII - начале XVIII века в Англии (Фото.№24) [29]. При любой возможности вместо пайки использованы скрутки (не "бантиком", а так, чтобы конец одного провода последовательно переходил в следующий по спирали, закрученной по часовой стрелке).

Все цепи в усилителе соединены в контуры [30], направления компонентов указаны стрелками на рис 1. Схема так же примерно отражает предпочтительное взаимное пространственное положение компонентов, а пунктирными стрелками отображены направления внутренних стержней магнитопроводов и каркасов катушек. В схеме пришлось в двух случаях использовать неоптимальные замыкания контуров. 1) - Нижний вывод WC1 лучше соединять с питанием, однако его пришлось соединить с земляным выводом пъезокартриджа PC, поскольку при соединении с питанием не удается до конца избавиться от фона 50 Гц и склонности каскада к паразитным инфранизкочастотным колебаниям без дополнительного фильтра питания лампы ВО. 2) - Левый вывод R4 так же лучше соединять с питанием, однако из-за возникновения заметного не компенсируемого фона 50Гц от этого так же пришлось отказаться.

Для увеличения срока службы ламп, в тракте используется задержка подачи анодного напряжения SW3. Так же, из-за периодических капризов старого двигателя была стационарно установлена неоновая лампа для стробоскопа (фото.№27), метки которого были нанесены угольной краской на ребро диска проигрывателя. Данные действия несколько ухудшили ясность тракта.

Тестирование

Некоторые моменты, позволяющие повысить точность экспертизы:

1) - Степень ясности (способность передавать тонкие музыкальные нюансы) тестового тракта можно достаточно точно оценить, вычислив среднеарифметический год выпуска используемых в нем фабричных компонентов. При этом надо помнить, что ясность может варьироваться в достаточно широких пределах, в зависимости от точности тонкой настройки тракта, детали которой изложены выше. Тем не менее, зная эту усредненную дату, вы можете с достаточными основаниями предположить, что, качество фабричных компонентов более позднего года выпуска на таком тракте можно оценить всесторонне, а часть важных нюансов звучания компонентов, выпущенных до этой даты такой тракт воспроизвести не способен. Данное правило применимо и к оценке звучания грампластинок: например, при прослушивании патефонных записей, в случае использования электропроигрывателей поздних годов выпуска, а тем более цифрового оборудования, красота звучания акустических грамзаписей будет завуалирована, а шумы и технические огрехи наоборот будут выглядеть гипертрофированно.

2) - Звуковыми носителями с наименьшими потерями в звучании являются первые акустические граммофонные записи [31]. При использовании таких носителей с записями талантливых исполнителей, прошедших проверку временем, возможна наиболее разносторонняя оценка звучания аудио компонентов.

3) - Приоритетом при определении качества и направленности компонентов, является степень разборчивости индивидуальных черт звукоизвлечения музыканта и ясность эмоциональной окраски этих черт, отражающей темперамент музыканта и степень его вовлеченности в музыку.

4) - На глухих трактах, собранных из современных компонентов без соблюдения их направленности или схемотехнически сложных трактах, бывает трудно уловить изменения в ясности музыкального повествования на фоне более выраженных изменений второстепенных критериев звучания, таких, как окраска и тональный баланс, привычных для аудиофильского анализа. Часто это приводит к непроизвольному переключению внимания эксперта на эти критерии и, соответственно, к ошибкам, которые становятся очевидны только при последующем прояснении тракта. Ошибки можно свести к минимуму, если помнить, что при сравнительном тестировании, изменения второстепенных критериев ощущаются практически сразу после перестановки тестовых щупов [32], а точность передачи эмоций и музыкальных интонаций воспринимаются с задержкой, после более или менее продолжительного прослушивания, причем хорошо заметны они только на отдельных, особо выразительных нотах.

5) - В случае, если среднестатистический возраст тестового тракта много меньше возраста акустических пластинок, эксперименты по его прояснению лучше начинать с использованием долгоиграющих пластинок, возрастом около десяти-пятнадцати лет старше возраста тракта. Это даст гарантию, что носитель не станет "узким местом" звучания тракта и в то же время он будет иметь достаточно высокие технические характеристики, что бы не мешать экспертизе высоким уровнем объективных искажений, шумов, помех и кривой АЧХ.

6) - Сравнивать звучание компонентов необходимо "при прочих равных". Для этого надо заранее определять вектор направления тестируемых компонентов или хотя бы их продольное направление. При этом, для того, чтобы тестируемые компоненты были в одинаковых условиях относительно вектора направления щупов, щупы необходимо при смене точек касания компонента развернуть на 180 градусов вокруг их осей сохраняя при этом угол наклона щупов к тестируемой поверхности 90 градусов. Щупы при этом нельзя перекладывать из одной руки в другую. При сравнении компонентов друг с другом, они должны лежать взаимопараллельно, что необходимо для одинаковых условий, относительно вектора направления поверхности, на которой они лежат. Для идентичных условий с точки зрения пространственной направленности, предварительно определенные точки входа и выхода компонентов должны находиться в одной плоскости. Если компонент содержит спиральные участки проводников и (или) диэлектриков, то для идентичности их влияния на звучание в прямом и обратном включении компонента, необходимо расположить ось спирали горизонтально. Длительные, многочисленные тесты необходимо проводить при одинаковой громкости, то есть не использовать в таких случаях записи с большим динамическим и эмоциональным диапазоном. Для таких тестов можно использовать звучание камерной музыки, где много выразительных, но ровных по громкости и настроению фрагментов. При тестировании радиокомпонентов и частей механики усилителей уровень громкости должен быть средним или даже ниже среднего, тестирование, излучающих звуковые колебания поверхностей тракта должно проводиться во всем диапазоне громкостей тракта, при этом на тихой громкости оно затруднено повышенной относительной значимостью звучания радиокомпонентов.

7) - В процессе увеличения ясности тракта, необходима периодическая перепроверка качества звучания тех компонентов, которые тестировались и устанавливались, когда тракт был менее ясным, так как прояснение тракта после установки хорошего компонента в правильном направлении делает более выразительным, как звучание носителя, так и звучание соседних компонентов, среди которых могут оказаться, как плохие, так и ошибочно включенные в обратном направлении, как описано в п.4). Часто при этом возникает ситуация, когда вместе с появлением новых музыкальных оттенков в звучании, появляется резкость, крикливость или нарушение тонального баланса. В такой ситуации, если после установки компонента вы почувствовали хотя бы небольшие изменения в лучшую сторону по п.3), то на данном этапе он должен считаться хорошим, а возникшие второстепенные отрицательные моменты необходимо искать и исправлять у соседних компонентов, постепенно расширяя круг поисков, если замена или переориентировка ближайших не дает желаемого результата.

Звучание тестового аудио тракта

Тракт имеет спокойное, уверенное звучание с живой динамикой и выразительностью: forte разборчиво и не режет слух, тембры на piano ясные, участки с резкой сменой динамики и темпа преодолеваются без ощутимых усилий. Уникальной особенностью тракта является то, что тракт верно передает уровень музыкального таланта исполнителя. Интересно, что даже при прослушивании рядовых исполнений, тракт позволяет с интересом следить за ходом музыкального повествования, что по ощущениям похоже на некий тонкий, прямой контакт с композиторским замыслом. Наконец, очень приятной особенностью ясного тракта является возможность слушать музыку на маленькой громкости без каких либо потерь в выразительности.

Когда-то, чтобы продемонстрировать музыкальность не оцененных большинством аудиофилов первых советских долгоиграющих пластинок с красным яблоком (с ТУ вместо ГОСТ) и первых пластинок ГОСТ-56 с номерами Д-4000 и менее, я записал несколько фрагментов скрипичной музыки проиграв их на Тестовом Аудиотракте. Кто не в курсе что это за диски - технически они записаны ужасно, низ жестко обрезан (в сравнении с оригиналами на 78 оборотов), дорожка шире стандартной, соответственно при их воспроизведении иглой 0.75mil она ложится на дно канавки и нещадно дребезжит (возможно поэтому их и не любят). В 56 году запись на 33 оборота в СССР стандартизовали, на студиях заменили старое оборудование и вскоре все ранние 33 пластинки перезаписали по ГОСТ-56 на новой аппаратуре. Пластинки были перезаписаны на более высоком техническом уровне, однако потеряли часть музыкальности, которая присутствовала в первых версиях. Несмотря на это, ластинки ГОСТ56 с номерами от Д-4000 до Д-10000 (Акорды и Совнархозы) считались и считаются до сих пор наилучшими по качеству и музыкальности, я был не согласен с этим в части музыкальности и попытался доказать это, записав с Тестового Аудиотракта несколько фрагментов со скрипичной музыкой с пластинок ТУ и ГОСТ-56 ранних номеров на камеру Sony DSC P-200. Записи до сих пор живы и лежат здесь.

Примечания:

[1] - Тонкие миры, тонкая материя, тонкая и грубая реальность и т.д. эти понятия с древности используют эзотерики всего мира. Однако о том, что эти явления воспринимаются не только экстрасенсами, но и обычными людьми знают не все. Впервые о существовании такой восприимчивости применительно к аудиотехнике написал А.М. Лихницкий в своей кн. «Качество звучания новый подход к тестированию аудиоаппаратуры», ПиК 1998, стр. 20-22. Позже, в отношении тонкой музыкальной реальности, А.М. Лихницкий сделал еще одно новое, более радикальное утверждение: «мы слышим то, чего в физическом сигнале нет» (см. ст. "Размышления об окраске звучания" АМ № 1(48) 2003). Это утверждение надолго (надеюсь не на всегда) подорвало среди ученых материалистов репутацию Лихницкого как серьезного специалиста.

[3] - См. мои интернет сообщения в октябре 2005г., например это. Логин и пароль для входа на старый форум Сергей Шабад сообщает здесь (сообщение #7).

[4] - Выраженность направленности - относительная величина ощущаемой разницы в звучании компонента при его включениях в противоположных друг другу направлениях.

[5] - см. статью "Векторная направленность радиокомпонентов"

[6] - См. мои интернет сообщения в марте - июле 2006 года, например это.

[7] - См. мою публикацию от 26.06.2007г. и ее обсуждение здесь.

[8] - Сознательно уменьшать количество аппаратуры в студии ради улучшения звучания первой начала звукозаписывающая фирма «Gale Maximum Fidelity Recording». Ее звукоинженеры утверждали, что: «...каждый добавочный элемент в цепи обязательно вносит в музыку свою окраску (coloration) и искажения, поэтому они исключают все лишние компоненты и, таким образом, устраняют ненужные дополнительные преграды между слушателем и исполнителем» (цитата из аннотации к пластинке Gale Maximum Fidelity Recording Limited, © 1977»). «Gale Maximum Fidelity Recording» с инженерной точки зрения делала правильные, но тривиальные вещи, прямо вытекающие из ст. Brockbank R. A., Wass A. A. Nonlinear distortion in transmission systems. - JAIEE, v. 92, pt. 111, March 1945.(цитируемой в ст А.Лихницкого "Блестящие звукозаписи" АМ, 2003г.). Большинство звукозаписывающих компаний действовали вопреки здравому смыслу, и несмотря на очевидные, вполне материальные тембральные потери и искажения сигнала, возникающие при увеличении числа компонентов записывающего тракта, только усложняли свои тракты в течение последних 90 лет.
Расставил точки над "I" в данном вопросе А.М.Лихницкий. В его «Идеологии кратчайшего пути сигнала» (см. АМ №1 1994 г. в статье «Ожившая звукозапись») и последующих работах развита концепция деградации качества записей в результате утраты в аудиокомпонентах (в том числе и цифровых) тонкой реальности музыки.
Мои уточняющие интернет сообщения о зависимости ясности звучания от количества компонентов системы питания и частей механики аудиотракта публиковалась в течении 2006 года, см. здесь.

[9] - См. мои интернет сообщения в октябре 2006г., например это.

[10] - См. мои интернет публикации в январе 2007г и сообщение А.Лихницкого здесь.

[11] - См. мои интернет публикации в декабре 2006 года, например эту.

[12]  - Столяры и музыкальные мастера зачищали поверхность древесины болотным хвощем и акульими шкурами вплоть до XIX века, когда была изобретена наждачная бумага.

[13] - Рупор из-за конструктивной сложности имеет худшую ясность, чем открытый ящик и, тем более, щит. Я использовал его в тракте в качестве эксперимента.

[14] - При изменении угла раскрыва не экспоненциального рупора (Фото.№25), его основной резонанс изменяется пропорционально изменению угла раскрыва, в то время, как ясность изменяется не линейно, имея в своей характеристике пики и провалы. Результаты этих экспериментов еще требуют уточнения.

[15] - Я использую пучок хлопчатобумажных волокон, смотанный со оплетки старого провода. Помимо того, что пассик из старой нити звучит предпочтительней современного, у него есть дополнительное преимущество: волокна изоляции старых проводов не скручены и тоньше, чем в швейных нитях, и поэтому узел на пассике получается компактнее и проходит через шкив практически без запинки, а инерция литого диска с запасом обеспечивает плавность вращения.

[16] - Добиться лучшего звучания можно от деревянного тонарма, экранированного угольным или графитовым лаком, однако в моей ситуации легкий деревянный тонарм на незадемпфированном корпусе уже на средней громкости входил в резонанс с громкоговорителем.

[17] - Сообщение о преимуществах старых монофонических пъезокартриджей из сегнетовой соли публиковались мной в ноябре 2005г., например здесь. На Фото.№1 виден фабричный картридж Ronette конца 1950х годов. Сейчас идет работа над самодельным картриджем, с кристаллом, выращенным в растворе натурального (из пепла древесины) поташа, винного камня и природной соды.

[18] - Теоретически, предпочтительнее использовать один тетрод или пентод, однако первые такие лампы достаточной мощности стали выпускаться только в начале 1930х годов (например RES964 1933г) и усилители на них уступают в ясности усилителю на двух триодах более раннего выпуска.

[19] - См. статью "Проволочный конденсатор"

[20] - Триоды более ранних выпусков звучат предпочтительней (Фото.№26), однако не обладают необходимым коэффициентом усиления, а использование дополнительного каскада требует выпрямления тока накала и нескольких дополнительных компонентов, что нивелирует преимущества звучания таких ламп. Так же, чаще всего старые триоды имеют напряжение накала 4-5 вольт, что даже в идеальном случае не позволяет до конца избавиться от фона 50 Гц при питании накала переменным током (Паспортное напряжение накала лампы ВО - 2 вольта, практически же она работает при 0,7-0,8 вольт).

[21] - См. мои интернет сообщения в октябре 2005г., например эту.

[22] - Уголь для резистора можно получить нагреванием древесины до температуры ее горения без доступа воздуха в железном контейнере с небольшим отверстием, необходимом для выхода летучих соединений древесины, образующихся при ее нагревании. Вместо угля можно использовать натуральный, природный графит (не стержни от карандашей, которые состоят из графитового порошка спрессованного с синтетическим связующим веществом).

[23] - Камедь долго растворяется в воде, а так же плохо отстаивается и фильтруется. Лучше растворять камедь в дистилляте мочи, где, благодаря реакции с аммиаком, обычно в течение недели все нерастворимые соединения камеди оседают на дно в виде осадка и чистый раствор можно аккуратно слить. После высыхания такого раствора, аммиак улетучивается и неприятный запах полностью исчезает. Вместо камеди можно использовать и шеллак, растворенный в винном спирте или в том же дистилляте мочи, имеющим щелочные свойства (шеллак растворяется в некоторых щелочах, лучше всего в буре), однако использование покупного шеллака дает худшее звучание, чем использование натуральной камеди.

[24] - В резисторах, сопротивлением до 100 кОм можно обойтись без нити и наносить токопроводящую дорожку тонкой полоской прямо на дерево вдоль волокон древесины. Необходимое сопротивление такого резистора получается с помощью соскабливания лишней ширины угольной полоски, изменением ее длины, концентрации угля в лаке и толщиной покрытия - как удобнее. Однако при сопротивлении более 100 кОм при длине покрытия в 10 см и ширине в 1 мм, толщина покрытия уже получается недостаточной для надежной работы резистора (появляются микро обрывы, вызывающие шорохи). Втирание угольного лака в спиральные канавки, проточенные в деревянной цилиндрической заготовке так же не дали надежного результата на больших сопротивлениях.

[25] - Идеальное, с точки зрения ясности, регулирование громкости получается как раз изменением напряжения накала драйверной лампы, однако в данном случае такое регулирование неприемлемо, поскольку на выходе драйверного каскада должен присутствовать накальный фон 50 Гц фиксированной величины для компенсирования им противофазного фона оконечного каскада.

[26] - Лампа СА работает нормально и без смещения вплоть до примерно восьмидесяти процентов своей номинальной мощности, на которой уже становятся заметны искажения, вызванные колебаниями постоянной составляющей на сетке лампы. Звучание лампы при этом яснее, чем с дополнительным резистором смещения, однако любая помеха, приходящая из первого каскада вызывает резкое изменение постоянного напряжения в сетке и, как следствие, колебания громкости звучания. Лампа возвращается в рабочий режим только через определенное время, которое зависит от емкости C1 и входного сопротивления лампы. Уменьшение емкости до необходимой величины вызывает другую проблему - невозможность точной компенсации фона 50 и 100 Гц с помощью изменения напряжения накала лампы BO. Возможная причина - изменение отношений амплитуд и фаз фонов 50 и 100 Гц, приходящих из первого каскада из за низкой добротности фильтра, образованного С1 и входным сопротивлением лампы. Судя по поведению драйверного каскада, рабочую точку лампы без применения внешнего смещения сетки, можно установить с помощью подбора сопротивления выходного трансформатора постоянному току (смирившись с потерями мощности), что при ограниченном выборе типоразмеров старых проводов и трансформаторного железа проверить крайне проблематично. В моем варианте при токе покоя 28 мА и напряжении анода 210 вольт, на сетке лампы само собой получалось отрицательное напряжение 4.8 вольта, что является чуть больше половины от требуемого.

[27] - См. мою интернет публикацию здесь.

[28] - «Фокусировку» и другие положительные моменты звучания усилителя при использовании однополупериодных выпрямителей первым отметил Сергей Шабад 12-03-2005г. Подробно с его открытием можно ознакомиться здесь.

[29] - Пайка производится с использованием приемов формирования вектора направленности припоя в момент его застывания. Один из способов формирования направленности пайки был опубликован мной здесь. Эксперимент был произведен по инициативе А.Малиновского.

[30] - См. эту статью:

[31] - Преимущество граммофонных записей перед другими форматами в части музыкальности первым обратил внимание А.М.Лихницкий, при этом в 1997г. в сотрудничестве с журналом "Аудио Магазин" им был выпущен тестовый компакт диск "Тест СД 1" с ремастерингом таких записей.

[32] - Об этом cм. в книге А.М.Лихницкого «Качество звучания. Новый подход к тестированию аудиоаппаратуры. ПиК, СПб, 1998, с. 21-27».