Греческая формула Ypsilon – интервью с Майклом Фремером

Майкл Фремер, AudioBeat.com, ноябрь 2010

В конце 1980-х или, возможно, в начале 1990-х, когда страна фактически была охвачена общенациональным радиовещанием, радио CBS пригласило меня принять участие в ток шоу, которое вел один парень, интересовавшийся аудиопроблематикой. Я говорю «парень», потому что запамятовал его имя.

Меня попросили оппонировать сотруднику Stereo Review и верному апологету цифры Кену Польману, который в то время возглавлял знаменитую Music Engineering Program Университета Майами; тема дискуссии — цифра против аналога. Позиция Польмана заключалась в том, что звучание CD — это верх совершенства, и что компакт-диск явно предпочтительнее аналога в любой его форме, в особенности, грампластинки.

Ведущий предвкушал, что мы сцепимся языками, и я оправдал его ожидания. Это случилось на заре эры CD, и вы, вероятно, помните, что звучание компакт-диска было тогда просто ужасным. Применялись примитивные конвертеры, и поскольку микшерные панели были аналоговыми, требовалось множество конвертеров для производства дисков даже с обозначением «DDD».

Большинство аудиофилов понимали, насколько плохим было звучание, и поэтому игнорировали производителей, делавшими ставку на цифровую технику. Для улучшения звука CD в ход шли разнообразные спреи, мази, кольца, зеленые фломастеры, подкладки, молитвенные коврики, и, по-моему, ничто из этого не могло исправить ситуацию.

В качестве панацеи некоторые предлагали использовать массивные CD-проигрыватели как транспорты и направлять цифровой поток на конвертер посредством оптического кабеля AT&T. Но, по правде говоря, ничто не могло поднять цифровой звук до уровня хорошего аналогового звуковоспроизведения.

Да, преимущества цифры заключаются в отсутствии винилового песочка, детонации (хотя их заменил джиттер). Все, что измерялось, было лучше. Только вот, к сожалению, то, что мы слышали, было хуже. Намного хуже.

Итак, я вышел против Польмана, вооруженный строгими убеждениями и немалым опытом полемиста. Скажу, что он ничего не смог противопоставить моим репликам, несмотря даже на всю свою техническую подкованность.

Дебаты имели место в пору, когда рушился Советский Союз, и поскольку время наше подходило к концу, Польман пустил в ход главный свой козырь. «Ты, я вижу, парень из числа поклонников ламп, — заявил он с изрядной долей сарказма. — А знаешь ли ты, что Советы использовали лампы в своих реактивных истребителях? И где эти Советы сейчас? Они проиграли в холодной войне»

«Да, это так, — признал я, симулируя поражение, — но по звучанию их самолеты куда лучше наших!» [На этих прозвучавших на всю страну словах дебаты и закончились]

Какое все это имеет отношение к Ypsilon Electronics? Да, в сущности, никакого, разве что компания свободно применяет как лампы, так и транзисторы, иногда в одном изделии. Надеюсь, вы находите историю занимательной.

Я познакомился с восемнадцатилетней греческой компанией и ее основателем и главным конструктором Деметрисом Баклавасом на одном из европейских Hi-Fi-шоу. Ypsilon впервые показала свою продукцию в Америке на CES в 2007, после чего немедленно заполучила здесь дистрибьютора в лице Брайана Акермана из Audio Imports.

 
Деметрис Баклавас знакомится с достопримечательностями Колорадо после Rocky Mountain Audio Fest

Ypsilon — это небольшая бутиковая компания, специализирующаяся на дорогой, создаваемой вручную электронике на основе главным образом обманчиво простых, однотактных и маломощных схем. Кроме того Ypsilon производит гибридный пушпульный усилитель мощности, предусилитель с трансформаторным аттенюатором, CD-транспорт и ЦАП, а также могучий фонокорректор VPS-100.

Звучание аппаратуры Ypsilon всегда привлекало мое внимание, где бы я ее не слушал. Конечно, если ты не знаешь других компонентов систем, что часто случается на аудио шоу, тебе трудно сказать точно, какая техника ответственна за звуковой результат. Так или иначе, с Ypsilon звучание всегда было замечательно прозрачным, просторным, детальным, чуточку теплым, в нем отсутствовало зернистость и другие раздражающие особенности.

Когда г-н Баклавас представил свой фонопредусилитель VPS-100 на CES 2009, я тотчас встал в очередь за тестовым экземпляром, и фонокорректор продемонстрировал все то, что я слышал прежде на разных демонстрациях, раскрыл звуковую философию, ответственную за замечательную прозрачность, просторность… за все то, о чем я сказал выше.

Да, внешний вид фонокорректора обманчиво прост, притом что, цена — гротескно высока. Эти мысли возникают, когда видишь, сколь лаконично его внутреннее устройство. Все это, однако, нисколько не конфликтует со звуковым результатом. Сообщите мне, если кто-то предлагает такой звук за меньшие деньги.

Прошлым летом я посетил Грецию с намерением встретиться с г-ном Баклавасом и посетить фабрику Ypsilon на окраине Афин. Вероятно, слово «фабрика» не лучшим образом подходит для описания производства, расположившегося на скромной площади. Лучше сказать «сборочный цех», хотя компания производит здесь трансформаторы — ключевые элементы, определяющие ее звуковые достижения.

 
Производственный участок Ypsilon Electronics

Заходя в переднюю дверь здания, оказываешься в комнате прослушивания, которую надлежит иметь компании, ориентированной на достижение высококлассного звучания. В расположенной рядом ярко освещенной сборочной комнате можно видеть станок для намотки катушек, сверлильный станок и другое производственное оборудование, а на сборочном столе располагаются обычные инструменты творцов электронных компонентов.

Машина для намотки катушек

Толстые фрезерованные алюминиевые корпуса производятся в другом месте, что обычно для индустрии. Среди всех фабрик, на которых мне довелось побывать, фактически, только Boulder изготавливает металлические части сама. Друг г-на Баклаваса из ювелирного бизнеса поставляет запатентованную серебряную проволоку, которая вытягивается из брусков серебра по спецификациям Ypsilon. Трансформаторы изготавливаются в Греции, хотя сердечники поставляет высокотехнологичная компания, специализирующейся на производстве соответствующих элементов.

 
Серебряная проволока, изготовленная специально для Ypsilon

Во время моего визита дипломированный инженер-электрик г-н Баклавас демонстрировал звучание нового своего аппарата с однотактной схемой и единственным выходным транзистором на канал, дал возможность сравнить два усилителя: с одним связующим конденсатором и с трансформатором собственной конструкции. То не были тонкие различия. Фактически я испытал потрясение и не стану рассказывать вам, какой усилитель звучал лучше.

Наконец, я задал ему вопрос о фонопредусилителе. Почему его звучание столь неповторимо — почему оно такое чистое, такое детальное, такое естественное, такое просторное и прозрачное, и такое… непростое? Деметрис ответил довольно пространно. К счастью, я успел включить свой iPhone на запись и с любезного позволения Деметриса излагаю здесь всю нашу беседу. Интервью начинается как бы с полуслова.

Деметрис Баклавас: Чтобы аккуратно выровнять звучание, тебе нужны определенные детали. Я не верю, что трансформатор — это лучшее из возможного, как и в то, что нужно делать ставку на конденсатор. Трансформаторы ставят перед тобой ряд проблем.

Майкл Фремер: Но везде есть проблемы, так ведь?

ДБ: Конечно. Все порождает свои проблемы. Как инженер, я верю, что всегда следует избирать то, что лучше работает в рамках поставленной задачи. Поэтому, приступив к конструированию фонокорректора, я сделал ставку на более или менее традиционный дизайн с двумя каскадами усиления.
Я взял лампу Raytheon 5842, эквивалент 417 Western Electric. И 417-я, и 5842 — великие лампы. 417-я немного лучше, но не намного. Итак, я взял за основу два усилительных каскада на этих лампах, традиционную RC-цепь между каскадами и достаточно хороший источник питания с кенотроном и дросселями. Я принял это решение, потому что это очень хороший путь.

МФ: Но он, как ты сказал, довольно традиционный.

ДБ: Именно так. Однако возникли проблемы взаимодействия, потому что если ты берешь два каскада и используешь лампу 5842, то получаешь выходной импеданс в районе 3 кОм. Он недостаточно низок, чтобы оперировать даже метровыми межблочными кабелями, и поскольку кабели должны быть экранированными, то их емкость выше, чем в случае неэкранированных интерконнекторов. Так что значение 3 кОм довольно высоко для получения должной фильтрации.

МФ: И высокочастотного спада.

ДБ: Тогда я стал экспериментировать с индуктивно-резистивным емкостным контуром (LCR). Совсем немного производителей предлагает подобную аппаратуру с двумя или даже тремя усилительными каскадами.

МФ: Можешь объяснить на пальцах, как все это работает? И что значит LCR?

ДБ: L — это индуктивность, C — емкость, а R — сопротивление. Мы называем эти схемы T-фильтрами. Если хочешь, нарисую схему. В них использован индуктор в последовательном включении и два резистора на обоих концах, которые через конденсатор связаны с землей. T-фильтр оперирует на опеределенной частоте, но его входное сопротивление не колеблется, как у обычного фильтра, а постоянно. Таким образом, фильтр взаимодействует со следующим каскадом или с кабелем, как резистор, без индуктивности и емкости.

И это очень полезно, ведь чтобы реализовать фильтр в ламповой схеме, нужно иметь постоянный импеданс при изменении параметров ламп. Поэтому если вычислить импеданс, то сопротивление лампы будет частью фильтра, изменяющейся вместе с изменением фильтра. Такой T-фильтр нужен тебе, чтобы обеспечить стабильный импеданс при изменении со временем параметров ламп. Фильтр гарантирует иммунитет от старения ламп.

МФ: Из того, что ты говоришь, вытекают серьезные недостатки стандартных фильтров, чувствительных к изменению параметров и старению ламп. Есть ли гарантия, что, купленная новая лампа оптимально встроится в конфигурацию фильтра, или здесь тоже будут иметь место компромиссы?

DB: Она подойдет, но не полностью.

МФ: Это важно с точки зрения стандартизации, получения нужной RIAA-коррекции…

DB: Разумеется.

МФ: Поэтому, если измерить фоносекцию, RIAA будет в пределах…

DB: Максимум плюс-минус 0,1-0,2 дБ.

MF: Да, это очень хорошо.

ДБ: Обычно я выставляю RIAA-кривую с точностью ниже 0,1 дБ, и с учетом старения ламп допуск не может превышать 0,2 дБ. Один полюс формируется при помощи одного индуктора, а другие два — при помощи T-фильтров. Я перескакиваю…

MF: Да, извини. Нужно дать тебе закончить.

 
Один из оригинальных трансформаторов производства Ypsilon. На заднем плане — трансформаторы меньших размеров

ДБ: Давай двигаться вперед шаг за шагом. Я говорил о том, что пробовал фильтр с индуктивно-резистивным емкостным контуром. Обычно это T-фильтр, работающий с импедансом 600 Ом. И тебе нужно два таких T-фильтра. Один имеет полюсы 50 и 500 Гц, а другой — 2 кГц. Нужны два индуктора, соответствующих 600-омной реализации. Это обязательно индукторы с сердечниками, поэтому надо принимать в расчет свойства последних. Стоит немного сказать о свойствах сердечника.

Магнитные материалы, которые используются в трансформаторах, имеют различные свойства. Например, стандартная углеродистая сталь, из которой изготавливаются большинство EI-трансформаторов (название происходит от формы двух компонентов сердечника), большие тороидальные трансформаторы, маленькие трансформаторы небольших источников питания, — это трехпроцентная углеродистая сталь. В стандартном варианте это пластины толщиной пол миллиметра, и это, возможно, худший материал.

Он характеризуется большими потерями… Это не просто потеря энергии. Порождаемая им петля гистерезиса способствует скорее накоплению энергии, чем ее высвобождению. Поэтому когда ты продуцируешь магнитное поле посредством такого материала, то его поле, и материал перестает намагничиваться.
К тому же надо принимать в рассмотрение магнитную проницаемость, которая подобна проводимости электрического тока. Магнитная проницаемость в очень малом магнитном потоке очень низка, следовательно, часть сигнала будет направляться на намагничивание сердечника, на то, чтобы его «разбудить», т.е. часть сигнала будет потеряна.

Другой материал, который используется для производства сердечников трансформаторов почти с начала века, — это никель. Содержание этого металла в сплаве может быть низким (от 35 до 49 процентов) или высоким (79 процентов). Такие сердечники содержат также другие металлы.

МФ: Кто же те люди, что сидят вокруг тебя и восклицают: «Дай же, наконец, испытать никелевый сердечник и посмотреть, как он работает?». Кто идет по этому пути?

DB: Ты имеешь в виду никель? Кто делает никелевые сердечники?

МФ: Ну да… и кто сидит вокруг тебя и вещает: «Собираюсь сконструировать трансформатор с никелевым сердечником и посмотреть, как он…»

ДБ: Послушай, да какие только материалы не использовались…

MF: Хорошо, кто же все-таки те «люди»? Есть такие в мире аудио?

DB: Конечно. Если не ошибаюсь, никелевые сердечники изготавливались повсеместно от Англии до США.

MF: Заокеанская телефонная линия... Ну ладно, а если конкретнее?

DB: Полагаю, пионером в использовании никеля был Sowter.

MF: Кто-кто?

ДБ: Sowter из компании Sowter transformers. Знаешь такого?

MF: О, да.

ДБ: Он по-прежнему существует — это самое авторитетное имя в британской трансформаторной отрасли.

МФ: Как считаешь, можно ли провести аналогию между черной магией ламповой техники и искусством создания трансформаторов?

DB: В сущности, нет. Имея современные материалы, конструировать трансформаторы сегодня гораздо проще, чем раньше. Продолжая разговор, замечу, что никелевые сердечники имеют намного лучшие свойства, чем элементы из углеродистой стали, однако это еще не совершенный материал. В предыдущем своём предусилителе с трансформаторным аттенюатором я использовал сердечник с 79 процентами никеля. Еще один важный параметр обычно связывают с формой C-сердечника… Я покажу тебе.

МФ: Те, что я видел там (в сборочной зоне), похожи на них. Два из них спарены.

Трансформатор с С-сердечником

ДБ: Да-да, там их два. Сердечник сделан из ленты, которая наматывается, изолируется,  проклеивается и затем разрезается и обрабатывается в области зазора, чтобы одна часть идеально подходила ко второй. Итак, я использовал никелевый сердечник в трансформаторном аттенюаторе. Мне нравится поведение таких трансформаторов.

МФ: Ты имеешь в виду звуковой характер?

DB: Ну да, звучание.

МФ: А ведь люди, которые его изобрели, не думали о звучании, верно? Их заботило что-то другое. Это ведь был телефон.

ДБ: Вообще-то трансформаторы с никелевыми сердечниками использовались как в звукотехнике, так и во многих других областях.

МФ: В процессе его создания люди совсем не думали о звуковых характеристиках. Получилось, что он имеет определенный звуковой характер, который тебя не устроил.

ДБ: Именно так. И этот характер каким-то образом определялся свойствами. Я говорю о зависимости магнитной проницаемости от магнитного потока. А так же от частоты. О том, сколь велика петля гистерезиса и насколько велики потери. Как известно, потери зависят от петли гистерезиса. Они зависят также от частоты. Потери прирастают с повышением частоты. Еще один важный параметр этих сердечников связан с толщиной ленты. Чем она тоньше, тем меньше потери на высоких частотах.

Обычная толщина ленты из углеродистой стали — 0,5 мм. Иногда можно встретить высококачественную ленту из текстурированной углеродистой стали меньшей толщины. Никелевая лента еще более тонкая — до 0,1 мм, а в С-сердечниках толщина доходит до 80 и даже 50 микрон. Самая тонкая лента — 25 микрон или около тысячной доли дюйма. Она вчетверо тоньше листа бумаги. Магнитные свойства сердечников, изготовленных из такой ленты, очень хороши, потери низки на высоких частотах, и они весьма линейны. Я имею в виду зависимость магнитной проницаемости от магнитного потока.

Итак, мы говорили о никеле.

МФ: В итоге звучание таких трансформаторов тебе не понравилось.

DB: Я использовал их в первой версии своего предусилителя, а затем переключился на аморфные сплавы — гораздо более высокотехнологичные материалы. Аморфные сплавы создаются на основе феррита и толщина такой ленты очень мала: около тысячной доли дюйма, что позволяет изготавливать только С-сердечники и небольшие тороидальные трансформаторы. Есть также аморфные материалы на основе кобальта. Они отличаются, вероятно, лучшими магнитными свойствами, очень линейной зависимостью магнитной проницаемости от величины потока и частоты, а также низкими потерями. К тому же их можно использовать на очень высоких частотах. Существуют аморфные материалы, называемые нанокристаллическими, однако их структура не аморфна.

Вот почему мы называем этот материал аморфным. Нанокристаллический материал имеет только нано части и сделан также на основе феррита. Нанокристаллические материалы отличаются намного большей линейной зависимостью магнитной проницаемости от частоты. Как видишь, этот параметр у сердечника на основе никеля существенно хуже. Соответствующие зависимости у аморфных и нанокристаллических материалов линейны, и в этих материалах первичная проницаемость — в начале возбуждения сердечника — очень высока. Как следствие, нет потерь сигнала на намагничивание сердечника. В настоящее время я использую только сердечники на основе аморфных материалов.

МФ: Этот выбор обусловлен лучшими спецификациями и звучанием, или критичны только спецификации?

ДБ: Я оценивал на слух все существующие материалы: с низким содержанием никеля, с высоким содержанием никеля, аморфные, на основе феррита, нанокристаллические от разных производителей… И выбрал лучший.

Я делал сердечники разных размеров и с разными магнитными характеристиками. Кстати, забыл рассказать тебе об этом. Отжигая, нагревая и охлаждая некоторые материалы, ты получаешь разные магнитные свойства, разную магнитную проницаемость, разную форму петли гистерезиса — плоскую, круглую и даже квадратную, хотя последняя не используется в аудиотехнике!

Я заказываю сердечники из нужных мне материалов, они изготавливаются на фабрике в США. Это лучший производитель подобной продукции. Компания очень строго контролирует качество, отбраковывает изделия, не отвечающие моим параметрам. Как видишь, сердечники приходится изолировать. Зазор также отрабатывается безупречно, с допусками менее десяти микрон. Могу показать тебе изготовленные на этой фабрике готовые сердечники из аморфного материала, и если, посмотрев на просвет, ты увидишь зазор, это значит, что элементы соприкасаются друг с другом только частями, а не всей поверхностью.

Подобные сердечники могут использоваться в однотактных схемах, где с учетом работы с постоянным током очень важно высокое качество зазора. С другой стороны, они неприменимы, например, в узлах трансформаторного аттенюатора. В этом случае необходимо идеальное сопряжение двух половинок сердечника.

Так что, отвечая на твой вопрос, скажу, что всегда принимаю в расчет спецификации, всегда оцениваю технические свойства материалов, но окончательное решение принимаю только после прослушивания.

MF: Разумеется. Расскажи теперь о фоно секции.

Полдюжины наполовину готовых фоно плат для Ypsilon VPS-100

ДБ: Должен заметить, что я начал проектировать и производить электронные аудиокомпоненты двадцать лет назад. Первыми были транзисторные аппараты…

MF: Двадцать лет назад ты был подростком?

ДБ: Да, конечно. Первый свой усилитель я собрал, когда мне было где-то двадцать лет. Я работал с транзисторами и лампами, когда еще учился в университете. Я углубленно изучал трансформаторы и до сих пор узнаю о них что-то новое. В то время я не создавал усилителей с трансформаторами, беря на вооружение известные усилительные теории. К трансформаторам я пришел спустя годы конструирования и стремления улучшить звучание усилителя, сделать его более простым, и в конце концов пришел к заключению, что хороший трансформатор звучит намного лучше хорошего конденсатора. Если тебе интересно, мы можем на базе одной схемы сравнить конденсатор на основе серебряной фольги с трансформатором, можем оценить звуковой характер этих компонентов.

[Позже мы проделали этот эксперимент, и соревнование отличного и очень дорогого конденсатора на основе серебряной фольги с трансформатором завершились победой последнего.]

МФ: Это звучит интересно.

ДБ: Прослушивание и осмысление звучания разных компонентов очень поучительно и может указать верный путь к идеальному фонокорректору. Слыша, что проделывает с сигналом связующий конденсатор в фильтре, ты понимаешь, что звучание с ним намного хуже. Напряжение на концах конденсатора, если это связующий конденсатор, равно нолю. Импеданс в этом случае очень низкий, однако, когда ты используешь конденсатор как фильтр, напряжение переменного тока на его концах уже не ноль. Оно высокое.

Импеданс конденсатора выше. Поэтому он работает намного хуже в этом случае, чем как связующий конденсатор. Если ты слушаешь прибор со связующим конденсатором, то можешь помножить это качество на десять, чтобы понять, какой эффект он даст, будучи примененным в RIAA-фильтре.

МФ: Он формирует спад в верхней части RIAA-кривой? Или делает что-то еще?

ДБ: Да. В традиционной схеме мы фактически используем два соединенных вместе индуктивно-резистивных емкостных фильтра, которые задают конфигурацию RIAA-кривой. Возвращаясь к размышлениям о фонокорректоре, скажу, что, попробовав эти фильтры, я ясно понял, что это верный путь и построил схему на двух каскадах и LCR-фильтре на выходе. Этот подход брался на вооружение двумя японскими брендами.

МФ: Он не получил более широкое распространение из-за того, что его реализация слишком дорога или слишком сложна? Или же он не стал более популярным по причине…

ДБ: Думаю, Zanden делает резистивно-емкостные фонокорректоры. Кто еще? Пожалуй, также WAVAC.

МФ: Мне очень нравится Zanden,о котором я писал, однако его звучание очень мягкое по сравнению с твоим фонокорректором, а также романтичное и еще…

ДБ: Впоследствии я пробовал разные лампы и сразу понял, что для реализации двухкаскадной схемы нужны высокотехнологичные элементы, не просто 6922 или 12AX7. Вместе с тем, если сделать три или четыре каскада, неизбежно снизятся прозрачность и вовлеченность.

 
Военные лампы Siemens, использованные в VPS-100

Чего же мне хотелось? Да фактически мне хотелось всего! Другими словами, мне нужно было два каскада, нужно достаточное усиление и вместе с тем достаточно низкое выходное сопротивление для управления последующим компонентом тракта. Получить все это было совсем не просто, потому что индуктивно-резистивно емкостным контуром желательно оперировать при 600 омах или ниже. Импеданс может быть выше, но тогда возникает проблема с паразитной емкостью катушек, избежать которую трудно или вообще невозможно. Индуктивно-резистивная емкостная цепь сложна ввиду сложности управления ею. Лампы не сочетаются с импедансом 600 Ом, поэтому тебе нужен дополнительный каскад. Но мне нужно было не более двух каскадов. Именно поэтому начал искать лампы, которые удовлетворяли бы моим требованиям.

А теперь давай послушаем, что получилось.

Источник: AudioBeat.com, ноябрь 2010