Podstawowe wymagania
Niska impedancja wyjściowa jest rezultatem odpowiedniej obciążalności prądowej wyjścia układu przedwzmacniacza. Wprawdzie w praktyce do wyjścia przedwzmacniacza nie bywają dołączane obciążenia o bardzo niskiej impedancji, ale wbrew pozorom cecha ta ma istotne znaczenie, przede wszystkim z powodu nieadekwatnej do wymagań zawansowanego audio interpretacji tego parametru przez na przykład producentów układów scalonych. Jeżeli w stopniu wyjściowym przedwzmacniacza znajduje się scalony wzmacniacz operacyjny z obowiązkowo dołączonym do wyjścia rezystorem, możemy być pewni, że podany w opisie technicznym przedwzmacniacza parametr impedancji wyjściowej będzie zgodny z wypadkową wartością owego rezystora i parametrem impedancji deklarowanym przez producenta "scalaka". Niestety, normy przemysłowe nie uwzględniają hi-endowych uszu, w rezultacie czego podłączenie przedwzmacniacza szczycącego się 100-omową impedancją do wzmacniacza mocy o impedancji wejściowej 10 kiloomów może skończyć się źle dla uszu. Sytuacja taka dotyczy także każdej innej konfiguracji urządzeń, w której wyjście jednego urządzenia jest łączone z wejściem drugiego.
Wzmocnienie napięciowe liniowego przedwzmacniacza do zastosowań audio jest właściwością nie uwikłaną w zależności jakościowe. W tym przypadku chodzi tylko o możliwość odpowiedniego wysterowania wzmacniacza mocy. Najgłośniejsze płyty CD nagrane są na poziomie około 0 dB, a najcichsze w okolicach -6 dB, z czego wynika jasno, że 8-decybelowe wzmocnienie przedwzmacniacza jest w zupełności wystarczające. Przed przedwzmacniaczem jednak umiejscowione są przecież jakieś urządzenia, więc problem dopasowania wejść i wyjść powtarza się. Producenci urządzeń audio przedstawiają różne punkty widzenia odnośnie wpływu impedancji wejściowej na właściwości soniczne w różny sposób skonstruowanych urządzeń. Jak zwykle, wszyscy mają rację, posługując się pakietem informacji wyselekcjonowanych na użytek danej teorii. Ogólny pogląd jednak wskazuje na konieczność zapewnienia możliwie dużej impedancji wejściowej i jak najmniejszej wyjściowej, co bywa trudne do spełnienia w odniesieniu do wartości skrajnie absolutnych. Praktyka jednak bliska jest teorii zasadniczej, w wyniku czego przedwzmacniacz charakteryzujący się wysoką impedancją wejściową może okazać się urządzeniem znacznie precyzyjniej oddającym szczegóły reprodukowanej audycji muzycznej. Innym dość istotnym, a często pomijanym parametrem przedwzmacniacza jest jego "haedroom", czyli podatność (lub odporność) na przesterowanie. Szczególną ostrożność należy zachować, planując zakup preampu, w którym zrezygnowano z globalnej pętli ujemnego sprzężenia zwrotnego. W takim przypadku łatwiej przesterować jeden ze stopni urządzenia. Z punktu widzenia konstruktora środkiem zaradczym może być zwiększenie wartości napięć zasilających układu tranzystorowego lub zastosowanie dwunapięciowego zasilania w układach lampowych. Pozostałe parametry, takie jak zniekształcenia czy też pasmo przenoszenia, stanowią pośrednie odzwierciedlenie zastosowanej technologii. Zasady ogólne są takie same jak te definiujące idealny wzmacniacz. Mała liczba stopni wzmocnienia, brak ujemnego sprzężenia zwrotnego, a jednocześnie szerokie pasmo przenoszenia i dobra liniowość pracy określają pułap jakości urządzenia w kategoriach przekładających się bezpośrednio na wrażenia odsłuchowe. Moje osobiste doświadczenia wskazują na zdecydowaną przewagę urządzeń charakteryzujących się prostym torem sygnałowym, zasilanym jednak ze źródeł o dużym stopniu zaawansowania. Identyfikacja zasilacza polegająca na penetracji wzrokowej płytki preampu może wykazać jednie obecność paru układów LM317/337 lub nawet jakichś egzemplarzy serii 78xx. Wskazuje to niezbicie na niedopatrzenia w zakresie zasilania układu. W układach lampowych bywa analogicznie. Obecność jedynie prostownika i paru kondensatorów to o wiele za mało, jeżeli obiektem naszego pożądania jest wysokiej klasy przedwzmacniacz. "Na pokładzie" superprzedwzmacniacza konieczne są szybkie i niskoszumne regulatory napięcia zrealizowane w technologii dyskretnej lub lampowej. Tego rodzaju gotowych układów po prostu nie ma, a jeżeli nawet są, to pewnie tylko w amerykańskich myśliwcach.
Cele wyższe
Przedwzmacniacz stanowiący moduł wstępny wzmacniacza zintegrowanego najczęściej spełnia funkcję czysto praktyczną, polegającą na zapewnieniu bezpiecznie małej impedancji w układzie składającym się także z sieci ścieżek połączeniowych skierowanych do potencjometru i przełączników. Prowadzenie sygnału wewnątrz urządzenia bez zapewnienia odpowiedniego ekranowania jest praktycznie możliwe, jeżeli sygnał jest aktywnie buforowany lub nawet wzmacniany napięciowo. W przeciwnym razie zauważalne będą zakłócenia, powodowane chociażby rozproszonym promieniowaniem elektromagnetycznym transformatora zasilającego. Nawet w "poważnych" wzmacniaczach zintegrowanych stopień wstępny traktowany jest jednak po macoszemu w aspekcie jego oryginalności technicznej czy właściwości dźwiękowych. Występuje tutaj podporządkowanie poszczególnych rozwiązań koncepcji ogólnej, zdominowanej walorami samych stopni mocy danego wzmacniacza. Być może dlatego możemy wskazać tak niewiele urządzeń uniwersalnych spełniających najwyższe wymagania. Z kolei system dzielony, złożony z przedwzmacniacza i wzmacniacza lub wzmacniaczy mocy, wymaga dodatkowych połączeń, degradujących sygnał. Zastosowanie jeszcze jednego interkonektu to także dwie wtyczki i dwa gniazda więcej. A jednak dobry preamp rekompensuje obiektywne pułapki, dając w ostatecznym rozrachunku bilans pozytywny. Przyczyny tego stanu rzeczy nie są związane jedynie z zależnościami technicznymi, ale przede wszystkim z odmiennym zaangażowaniem inżyniera konstruującego preamp, standardowo przecież postrzegany przez rynek jako urządzenie zajmujące wyższą gałąź drzewa hierarchicznego. Tak prosta diagnoza nie uwzględnia oczywiście stanu zaawansowania urządzeń referencyjnych, które optymalizowano przede wszystkim z powodów technicznych. Rozdzielenie kanałów, wyodrębnienie zasilaczy, zaawansowane ekranowanie czy też techniki przeciwdziałające przedostawaniu się zakłóceń sieciowych i wibracji mechanicznych wyznaczają poziom, na którym przedwzmacniacz zaczyna żyć własnym życiem, w konsekwencji czego porównywanie go do stopnia napięciowego jakiejkolwiek integry byłoby niepoważne. Nawet najlepsze chęci w tym przypadku nie pomogą, ponieważ odpowiednie układy zajmują miejsce, którego we wzmacniaczu uniwersalnym będzie za mało. Dobry przedwzmacniacz, a w zasadzie wydane na ten cel pieniądze, stymuluje dalszy pęd w kierunku doskonałości, w wyniku czego pewnego dnia stajemy się właścicielami wzmacniaczy mocy w postaci monobloków. Fizyczne odseparowanie poszczególnych kanałów podniesie walory całości, w związku z czym pozytywne cechy preampu staną się bardziej zauważalne, wznosząc system na jeszcze wyższą gałąź wspomnianego drzewa. Warto w tym miejscu przypomnieć, że na wierzchołku czasem nieźle buja, o czym przekonał się niejeden użytkownik systemu referencyjnego. Ale to temat, na który przyjdzie jeszcze czas.
Przedwzmacniacze nieliniowe
Do tej grupy urządzeń możemy zaklasyfikować przedwzmacniacze do gramofonów prędkościowych wyposażonych we wkładki z ruchomą cewką MC (moving coil) lub z ruchomym magnesem MM (moving magnet). Gramofonowe preampy różnią się od tych liniowych w zasadzie pod każdym względem. Podstawowa odmienność tych urządzeń polega na ich nieliniowej charakterystyce podporządkowanej krzywej korekcyjnej RIAA, zdefiniowanej przed laty w USA. Można śmiało stwierdzić, że przedwzmacniacz gramofonowy jest jednym z najbardziej wymagających składników systemu audio. Przyczyną tego stanu rzeczy jest sam sygnał pozyskiwany z wkładki gramofonowej, charakteryzujący się bardzo małym poziomem i nieliniową charakterystyką. Tylko od konstruktora zależy, jak podoła zadaniu polegającemu na zapewnieniu możliwie znacznego odstępu od zakłóceń oraz uzyskaniu płaskiej charakterystyki wynikowej, od której zależeć będzie zrównoważenie tonalne urządzenia. Ponieważ w przedwzmacniaczu MM lub MC mamy do czynienia z kilkuetapową korekcją częstotliwościową, także i wybór elementów odpowiedniej jakości będzie miał niebagatelne znaczenie. Cały czas dylematem pozostaje sposób, w jaki minimalizuje się dudnienia związane z odtwarzaniem analogowego krążka. Osłabianie zakresu poniżej 16 Hz, odpowiedzialnego za specyficzne zakłócenia, nie pozostaje bez wpływu na ogólną jakość reprodukcji basu. Niestety, problem jest szerszy, ponieważ "rumbling" uzależniony jest także od natężenia dźwięku w pomieszczeniu odsłuchowym, w rezultacie czego brak jest uniwersalnej recepty na tę dolegliwość. Ruchomy magnes nie dostarcza tak spektakularnych wrażeń, jak ruchoma cewka, która wytwarza sygnał tylko nieco wyższy od poziomu szumów własnych pojedynczego tranzystora. Wzmocnienie 800-krotne to standardowe wymaganie dla preampu gramofonowego typu MC. Konsekwencje tego faktu powinny być jasne dla każdego fana sprzętu hi-end, jakkolwiek zabawny pozostaje fakt, że to właśnie stary, wysłużony gramofon postawił największe wyzwanie współczesnej elektronice. Realizacja układu o wzmocnieniu w okolicach 60 dB wyklucza jakiekolwiek zakamuflowane tandeciarstwo, dlatego też dobre przedwzmacniacze MC możemy policzyć na palcach.
Bez prądu
Tak zwany przedwzmacniacz pasywny wyposażony w najwyższej klasy potencjometr drabinkowy wprowadza znikome zniekształcenia i powinien być w zasadzie postrzegany jako urządzenie wzorcowo neutralne. Jednak wielu użytkowników takiego rozwiązania dostrzega pewne jego mankamenty, określane pogorszeniem się jakości basu czy też ogólnym zaciemnieniem precyzji reprodukcji. Brak kondycjonowania sygnału oraz fatalna w skutkach jednocześnie zmienna, jak i cały czas zbyt wysoka impedancja wyjściowa pasywnego tłumika to przyczyny ewentualnych problemów. Oczywiście, doskonale zrealizowana "pasywka" może okazać się lepsza od setek nieudolnych przedwzmacniaczy podłączanych do prądu, ale w pojedynku z bardzo dobrym urządzeniem aktywnym na ogół jednak przegrywa. Dzieje się tak dlatego, że bilans systemu zawsze jest kwestią ilości błędów. Urządzenia o "nadprzyrodzonych" właściwościach, rekompensujące niedomagania innych składników toru, nie istnieją, o czym nie wszyscy pamiętamy. Przedwzmacniacz pasywny, przepraszam - regulator wzmocnienia, a w zasadzie tłumik sygnału, jako element wysoko- i jednocześnie zmiennoimpedancyjny jest właśnie takim "błędem". Pozostałe cechy można uznać za same zalety, które na ogół nie okazują się być wystarczające. Jeżeli oczekujemy bliskości ideału, jedno potknięcie może zadecydować o klęsce. Przedwzmacniacz aktywny lepiej przysposabia sygnał do dalszej drogi. Chodzi o energię. Wzmacnianie to nic innego jak multiplikowanie energii. Cała rzecz w tym, aby na wyjściu zachowane były idealne proporcje, odpowiadające audycji źródłowej.
Technologia
Tutaj sprawa jest otwarta - lampy albo tranzystory. A może scalaki? Dogłębna analiza wykaże, że we wszystkich tych kategoriach istnieją wzniosłe szczyty, jak i zapadłe rowy, wypełnione mętnym błotem. Zacznijmy od końca. Kiedy czytam o nadzwyczajnych właściwościach dźwiękowych urządzenia wyposażonego w tor sygnałowy zbudowany w oparciu o układy TL072, chce mi się płakać. NE5534 to już mistrzostwo świata, ale w kategorii dobrego hi-fi. Scalone wzmacniacze operacyjne mają wspólną cechę, która przeszkadza w osiągnięciu referencyjnej jakości. Otóż nie funkcjonują z otwartą pętlą, w związku z czym muszą być objęte praktycznie dość głęboką pętlą ujemnego sprzężenia zwrotnego. Jednak NIF to nie błąd krytyczny, tylko pewna często stosowana technika, dlatego też trzeba pogodzić się z losem i poszukać środków zaradczych. A takie są, jeżeli skupimy uwagę nie tyle na metodach, ile na ich skutkach. Istnieją wzmacniacze operacyjne bardzo wysokiej jakości. Ot, chociażby OP627, AD845, AD797 czy może szybkie jak błyskawica bufory BUF 634, funkcjonujące na dodatek w dość głębokiej klasie A. Rozwiązanie układowe zwane "composite amplifier" może dać rezultaty porównywalne do bardzo dobrego przedwzmacniacza zbudowanego w oparciu o elementy dyskretne. Istnieją też patenty umożliwiające regulację prądu spoczynkowego bufora mocy układu scalonego, a tym samym kształtowanie ostatecznego brzmienia układu. Można więc powiedzieć, że przedwzmacniacz zawierający jedynie "scalaki" też może być hi-endowy, pod warunkiem oczywiście spełnienia pozostałych wymagań dotyczących sposobu zasilania, architektury dual-mono czy kwestii zastosowania odpowiednich podzespołów. Ambitny konstruktor jednak rzadko wysługuje się gotowcami "odwalającymi" całą robotę, dlatego też na górnych gałęziach naszego drzewa spotkamy raczej preampy "dyskretne", zbudowane z pojedynczych tranzystorów. W tej materii też nie ma zgodności, w związku z czym wyodrębniamy zwolenników układów symetrycznych (nie mylić ze zbalansowanymi), złożonych z dwóch lustrzanych gałęzi SE klasy A, lub rozwiązań bardziej tradycyjnych, przypominających komplementarny przeciwsobny stopień mocy standardowego wzmacniacza. Klasyczne single-ended także bywa stosowane, lecz chyba tylko Nelson Pass opanował tę technikę perfekcyjnie. Najlepsze tranzystory do zastosowań audio opracowali wiele lat temu inżynierowie firmy Precision Monolitics, wchłoniętej nie tak dawno przez Analog Devices, jednak niskie napięcie pracy zintegrowanej pary MAT odstrasza wielu konstruktorów. Aplikacje dyskretne mają przewagę nad scaloną konkurencją w postaci modyfikalności rozwiązań, umożliwiającej konstruktorowi wnikanie w szczegóły, w których niejeden diabeł uwił sobie gniazdo. W ostatnim numerze "Absolute Sound" redakcja pieje z zachwytu nad niedrogim przedwzmacniaczem gramofonowym The Groove Toma Evansa, które to urządzenie wydaje się być właśnie ucieleśnieniem inteligentnych rozwiązań tranzystorowych opartych na bardzo precyzyjnych stopniach zasilania. Podobne urządzenia są wytwarzane także w Polsce, ale więcej o tym przy innej okazji.
Wracając do tematu, warto zauważyć, że zarówno przedwzmacniacze tranzystorowe, jak i lampowe mają swoich przedstawicieli w najbardziej arystokratycznych rewirach - kolejne wcielenie Marka Levinsona, Cello oraz Burmester 808 z jednej strony, a Conrad-Johnson ART i Audio Note z drugiej. Pomiędzy nimi środkową pozycję zajmuje hybrydowe Audio Research. Okazuje się, że technologia tranzystorowa dorównuje lampowej, a nawet ją wyprzedza w temacie ceny detalicznej. Niestety, przesłanki teoretyczne nie podążają za prawami rynku, i w takim kontekście postawiłbym raczej na lampy. Pomijając podstawowe zasady funkcjonowania lamp elektronowych, warto zwrócić uwagę na dobrze znany, choć słabo akcentowany fakt wykorzystania w układach lampowych stosunkowo wysokich napięć zasilających. Bezpośrednia interpretacja wpływu wysokiego napięcia pracy na wypadkowe brzmienie nie jest łatwa, jakkolwiek zarówno wysokonapięciowe układy tranzystorowe, jak i lampowe mają cechy wspólne w postaci odmiennego wymiaru brzmienia czy też pewnego rozmachu dźwięku. Niestety, powyższa dyskusja może okazać się jałowa bądź niezrozumiała dla osoby, która nie miała przyjemności obcowania z urządzeniami najwyższej jakości. Tak, tak, to właśnie przedwzmacniacze lampowe, posądzane o słaby wynik pomiaru SINAD, potrafią eksplodować dynamiką w stopniu daleko sugestywniejszym niż ich tranzystorowi koledzy. Celowo mieszam parametry obiektywne z odczuciowymi w nadziei, że być może taka ocena okaże się najbardziej trafna. Preamp lampowy może być postrzegany jako urządzenie o wiele bardziej dynamiczne, niż wskazują na to standardowe pomiary, ponieważ oferuje znacznie większą rozdzielczość, przekładającą się praktycznie na bardziej realistyczne odwzorowanie, które odbierane jest przez słuchacza jako brzmienie prawdziwsze, także i w aspekcie dynamiki. Wytworzenie stereofonicznego obrazu dźwiękowego w samej rzeczy jest pewną iluzją, dlatego też kurczowe odnoszenie się jedynie do wskazań przyrządów może prowadzić do mylnych wniosków. Balans preferencji oceny pozostaje jednak sprawą drażliwą zarówno dla konstruktora jak i użytkownika. Kryteria, jakimi posługujemy się, dokonując osądu, mogą być weryfikowane jedynie poprzez miksturę doświadczenia, wiary, wiedzy i wyczucia.
Dobra liniowość lampy daje szansę skonstruowania urządzenia bardzo prostego układowo, bez globalnej pętli NIF. Osiągnięcie znakomitej liniowości, a tym samym bardzo niskiego współczynnika zniekształceń harmonicznych, wymaga jednak precyzyjnego doboru lamp, co nie jest możliwe do spełnienia w przypadku produkcji seryjnej. Ze smutkiem należy także odnotować fakt stosowania w referencyjnych urządzeniach lampowych ujemnego sprzężenia zwrotnego, na co zdecydowało się kilku renomowanych producentów.
Przyczyny tego rodzaju nadużyć są jasne i mają związek zarówno z problemami technologicznymi, jak i serwisowymi. W pierwszym przypadku chodzi o powtarzalność rezultatów, a w drugim o umożliwienie użytkownikowi dokonania samodzielnej wymiany lamp. Ujemne sprzężenie zwrotne załatwia sprawę kompleksowo, w rezultacie każdy sprawny egzemplarz lampy nadaje się do wykorzystania w docelowym układzie. Niestety, odbywa się to kosztem jakości reprodukowanego brzmienia. Umiejętna reklama i nieuczciwe testy potrafią zrekompensować ułomności urządzenia w stopniu umożliwiającym firmie zachowanie dotychczasowej pozycji na rynku. Powszechnie aprobowany przez fanów audio subiektywizm i względność wrażeń odsłuchowych dostarczają doskonałego alibi twórcom uzurpującym prawo do najwyższych tytułów dla swoich niepełnosprawnych produktów. Najlepsze przedwzmacniacze to niektóre z tych wytwarzanych jednostkowo przez małe manufaktury.
Konfiguracja optymalna
Poglądy na temat doboru przedwzmacniacza są ogólnie zgodne, a występujące rozbieżności bywają konsekwencją niedoskonałości pozostałych składników toru audio. Postrzeganie urządzenia audio wysokiej rozdzielczości jako swego rodzaju filtru w systemie pozostawiam pseudoaudiofilom, wychowanym przez komercyjne czasopisma, unikające jak diabeł święconej wody obiektywizmu i bezwzględnego wartościowania. Założenia poważnego badacza tej problematyki są jasne - idealne odwzorowanie naturalnego brzmienia nie jest wprawdzie możliwe, jakkolwiek poszczególne urządzenia można precyzyjnie ocenić w hierarchii pionowej. Nie ma bowiem dwóch urządzeń różnych, a zarazem równie dobrych. Zawsze jedno urządzenie tego samego rodzaju jest lepsze lub gorsze od drugiego. Przyjmując taką postawę, mamy szansę zbliżenia się do ideału, w przeciwieństwie do liberalnych demagogów, którym pozostawiamy na tę okoliczność słabo przewodzące kable, wzmacniacze od małych składów i kolumny tylko do jazzu.
Konfiguracja idealnego zestawu jest w zasadzie zajęciem banalnym. Lampowy przedwzmacniacz, uzupełniony lampowymi monoblokami, zaoferuje największe możliwości, ale i spore kłopoty eksploatacyjne. Systemy całkowicie lampowe, charakteryzujące się z marszu wysoką rozdzielczością, mają niemal ludzką wrażliwość, w rezultacie czego nieprawidłowo obsłużone mogą działać nawet fatalnie. O wiele bezpieczniejszy będzie układ hybrydowy złożony z lampowego przedwzmacniacza i tranzystorowych wzmacniaczy mocy. Sytuacja odwrotna może przynieść równie pozytywne skutki, ponieważ wysokiej klasy tranzystorowy przedwzmacniacz o wiele lepiej poradzi sobie z informacją subtelną niż tranzystorowy wzmacniacz mocy występujący w poprzednim układzie, co równoważy wynik w bilansie porównawczym. Taka konfiguracja jest mało popularna, jakkolwiek wcale nie gorsza od hybrydy z lampowym preampem i półprzewodnikową końcówką mocy. Zestaw całkowicie tranzystorowy, nawet w najlepszym wydaniu, będzie miał wyraźne ograniczenia w dziedzinie naturalności i precyzji przekazu, zrekompensowane jednak dowolną mocą, dużą wydajnością prądową i bezstresową eksploatacją.
forum audiostereo.pl - autor Chris Bednarski
i to by było chyba na tyle
