Современный маркетинг, а особенно в российской концепции, отличается активным использованием субъективных штампов, клише и ярлыков, которые безапелляционно навешиваются на продукты/услуги без соответствующего технического обоснования. «Лучшие», «инновационные», «высококачественные», «имиджевые», «элитные» продукты подаются потребителю с сопутствующим соусом из расхожих эпитетов, но без реальных технических доказательств их преимущества, а заказные публикации против конкурирующей продукции изобилуют необъективными клише, ярлыками и/или «техническими» заявлениями на фоле логического абсурда.

Так, в конкурентной борьбе за потребителя производители/продающие компании цифровой техники часто называют ламповую аппаратуру «техническим регрессом» и продуктом «только для аудиофилов», хотя ламповые проигрыватели, предусилители и усилители ведущих производителей мира сертифицируются по тем же параметрам международных стандартов, а по форм фактору, промышленному дизайну и отпускной цене многие модели твердотельной силовой техники уже обошли традиционный строгий дизайн и стоимость ламповой техники аналогичного назначения. Причем в общепринятой концепции аудиофилы – поклонники аутентичного звука и если абстрагироваться от некоторых перегибов современной аудиофилии, как идеологического течения, то любой здравомыслящий владелец звуковоспроизводящей аппаратуры должен стремиться к максимальной аутентичности воспроизводимого акустикой и записываемого аудио, т.е. по сути быть аудиофилом.

Аналоговый звук ламповой аппаратуры и волновая природа звука.

В целом раскручиваемый в Сети конфликт между производителями ламповой и транзисторной техники надуманный, спровоцирован/поддерживается маркетинговыми структурами продающих компаний и в основном базируется на преимуществах/недостатках кодирования (оцифровки) аналогового сигнала (с микрофона, магнитной ленты, виниловой пластинки) перед записью на носитель информации и обратного преобразования цифровой записи в аналоговый сигнал для подачи его непосредственно на акустику, работающую исключительно с аналоговыми электрическими сигналами.

Важно: Звуковые волны трансформируются в электрические за счет изменения сопротивления колеблящейся под воздействием звуковых волн чувствительной мембраны в микрофонах и этот сигнал является аналоговым (áváλ oyoç — соответственным, соразмерным) реальной звуковой волне. В дальнейшем аналоговый электрический сигнал через усилитель (или после оцифровки, записи и последующего перевода в аналоговую (волновую и непрерывную) форму) подается на акустику, которая сообразно изменениям в аналоговом сигнале путем вибрации диффузоров динамиков формирует воспринимаемые слуховым аппаратом человека звуковые волны.

Т.е. по факту мы имеем две базовых схемы ретрансляции звука – аналоговую (с виниловой пластинки/магнитной записи через ламповый предусилитель/усилитель на акустику) и аналогово-цифровую с промежуточным преобразованием аналогового сигнала в цифровой, усилением и обратным преобразованием цифрового сигнала в аналоговый для передачи на акустику. Первая схема реализуется в ламповой аппаратуре, вторая со всеми негативами влияния оцифровки/деоцифровки аналогового сигнала и преимуществами хранения/усиления цифровой информации – в твердотельной и комбинированной лампово-твердотельной аппаратуре.

Справка: Звук излучается источником за счет вибраций струны инструмента, голосовых складок гортани, поверхностей твердых тел и пр., и передается через среду посредством колебаний частиц в виде упругих волн разной частоты и различной амплитуды.

Эти упругие волны воспринимаются чувствительными элементами слухового аппарата человека (барабанной перепонкой (мембраной), базилярной мембраной улитки внутреннего уха) и трансформируются через деформации волосковых клеток кортиева органа в нервные импульсы, идентифицируемые мозгом, как различные звуки.

Каждому источнику звука характерен свой набор частот/амплитуд колебаний звуковых волн, что позволяет идентифицировать источник и связывать его с соответствующими зрительными образами, «закрепленными» за источником мозгом во время жизни человека.

Частота (frequency) звуковой волны по восприятию отвечает за высоту (pitch) тона, отчасти за громкость звука, поскольку удвоение частоты, например, с 440 Гц до 880 Гц (на одну октаву звукового ряда) переводит звуковую волну в более чувствительную для слухового аппарата человека область спектра, а также условно – на тембральную окраску звука из-за исключения из слышимых (воспринимаемых) гармоник частоты 440 Гц.

Амплитуда (расстояние от крайней нижней до крайней верхней точки волны) повышает интенсивность (intensity) звука и воспринимаемое мозгом, как громкость звуковое давление на чувствительные элементы слухового аппарата. На тембральную окраску и высоту звука увеличение амплитуды и интенсивности почти не оказывает влияния.

Тембральная окраска звука формируется спектром высокочастотных гармоник и изменением интенсивности звуковых волн во времени, что позволяет отличать различные музыкальные инструменты между собой.

Важно: Звук одного инструмента от аналогичного по высоте тона звука другого инструмента отличается благодаря наличию гармоник – обертонов основного звука (основной частоты f), собственные частоты которых 2f, 3f, 4f,…, а интенсивность индивидуальна для каждого инструмента, но всегда меньше интенсивности звука основной частоты (см. основной звук и пять его первых гармоник ниже).

Совокупность наиболее сильных по интенсивности обертонов (формантов) вместе со звуком основной частоты, по сути, является идентификационным маркером инструмента. Звук без обертонов (гармоник) обезличен, не имеет окраски и одинаков для восприятия вне зависимости от источника звука.

Наложение гармоник на основной звук дает ему характерную тембральную окраску и изменяет характер суммарной звуковой волны.

Условно аналогичная ситуация с формированием гармонического спектра звуков складывается при формировании речи или пения человека.

В то же время любое внешнее изменение характера звуковой волны, в том числе за счет влияния электронной аппаратуры при преобразовании аналогового сигнала в цифровой и обратно, усилении, фильтрации и пр. меняет тембральную окраску звука и в предельных ситуациях может сделать его абсолютно непохожим на звук источника.

Наиболее интенсивными и созвучными основному тону являются первые 6 гармоник, образующих с основным тоном октаву, терцию или квинту (через октаву) и по факту, входящие в базовое созвучие любого звукового ряда.

Важно: В сетевых публикациях часто акцентируют внимание на том, что гармоники высших порядков с частотами 10 кГц и более не слышны для человека и поэтому не являются важными. Это вряд ли является корректным, поскольку:

• человек наиболее эффективно воспринимает частоты в пределах от 1 до 4 кГц, но в зависимости от возраста и особенностей слухового аппарата может слышать частоты от 20 Гц до 8 кГц, 16 кГц и даже 24 кГц, т.е. восприимчивость человека к частотам и интенсивности гармоник сугубо индивидуальна (см. звуки различных частот ниже);

• даже вне зависимости от «слышимости» гармоник высоких частот они изменяют суммарную звуковую волну, а значит влияют на тембральную окраску и имеют важное значение в звукопередаче.

Преимущества и недостатки цифрового аудио полупроводниковых силовых блоков.

Технологии оцифровки аналоговых сигналов бесспорно являются прогрессивными, но по факту вносят изменения, как на этапе перевода аналогового сигнала в цифровой (в аналогово-цифровых преобразователях АЦП), так и во время формирования из цифровой записи/сигнала подаваемого на акустику аналогового сигнала в цифрово-аналоговых преобразователях (ЦАП). Вносит свою «лепту» искажений усиление цифрового сигнала в полупроводниковых предусилителях/усилителях АВ, D и т.д. классов, хотя в сравнении с негативом оцифровки/деоцифровки это не является столь существенным.

В отличие от непрерывного аналогового сигнала волнообразной формы цифровой звук дискретный и при оцифровке аудио специальным тактовым генератором формируется выборка временных отрезков (частота дискретизации), на границах которых определяется численное значение сигнала обрабатываемой волны.

Число временных отрезков в целом подбирается согласно теореме Найквиста — Шеннона (или Котельникова), согласно которой аналоговый сигнал с достаточно высокой точностью можно повторить при дискретности замеров (частоте) вдвое большей, чем самая высокая частота сигнала. Так, для аудиосигнала с частотами до 20 кГц принята частота дискретизации не менее 40 кГц (в основном используется 44,1 кГц для подготовки или считывания записи на CD дисках, 48 кГц – записи на DVD дисках, 96 кГц или 192 кГц – записи на Blu-ray дисках). Т.е. повышение частотности выборок (частоты дискретизации или частоты измерений) увеличивает соответствие цифровых данных реальной аналоговой кривой, однако все равно не делает их идентичными, связано со значительным потреблением ресурсов и места на носителях информации.

Вторым «проблемным» местом оцифровки аналогового сигнала стала разрядность измерений, или проще – число отрезков по оси ординат - число доступных значений напряжения, до которых округляются снятые по границам временных отрезков замеры. Разрядность АПЦ и ЦАП измеряется в битах и показывает число доступных уровней напряжения (2 бита или 2 в 4 степени – 8 уровней напряжения, 4 бита или 2^4 – 16 уровней напряжения, 16 бит или 2 в 16 степени - 65 536 уровней напряжения и т.д.). Т.е. по факту точность цифрового описания аналоговой кривой предельно зависит, как от частоты дискретизации, так и от разрядности, а в графическом выражении оцифрованный сигнал представляет собой ломанную линию со ступеньками.

Перед выводом аудио на акустику цифровой сигнал обрабатывается в ЦАП, где ступеньки сглаживаются и нормализуются до типового вида аналоговой кривой, однако точность совпадения входного и выходного аналоговых сигналов при любых допущениях остается предельно условной.

Ниже представлены ролики, демонстрирующие «на слух» важность разрядности и частоты дискретизации при оцифровке аналогового сигнала.

Попутные негативы оцифровки аналогового сигнала:

• искажение вида волны даже на небольших линейных участках аналогового сигнала из-за округления измеряемых величин до установленных разрядностью значений, что в итоге искажает выходной (подаваемый на акустику) аналоговый сигнал;

• ошибки квантования из-за округления измеряемых величин до установленных разрядностью значений или усечения (отбрасывания младших разрядов), приводящие к шуму при воспроизведении звука акустикой;

• наложение спектров частот (aliases) или отражений от частоты Найквиста, превышающих установленную при дискретизации частоту – например, частоты выше 20 кГц при частоте дискретизации 44,1 кГц, установленной, как норма для частот до 20 кГц;

• апертурная погрешность или джиттер (дрожание) – неравномерность (по факту) временных отрезков измерений аналогового сигнала (частоты дискретизации) из-за фазовых шумов в тактовом генераторе, дающем отметки измерений, что в целом обуславливает ухудшение соответствия цифровой выборке аналоговому сигналу, а после обработки в ЦАП – соответствие выходного и входного аналоговых сигналов;

• использование при усилении двухтактных и многокаскадных усилителей, что лавинообразно накапливает искажения входного сигнала, нивелирует предельно важные для тембральной окраски звука четные гармоники первых обертонов, а также (из-за ограничений дискретизации при оцифровке) гармоники высшего порядка (частот более 20 кГц), пусть «не слышимые» для человека, но вносящие свой вклад в формирование результативной кривой звука и воспринимаемую слуховым аппаратом человека тембральную окраску.