Преампы Ampex и ламповое усиление

В конце 1940-х годов магнитная лента все еще оставалась развивающимся и во многом экспериментальным носителем.

Ситуация радикально изменилась благодаря всесторонней поддержке певца и в последующем медиамагната Бинга Кросби. Столкнувшись с необходимостью дважды в день исполнять свои радиопередачи в прямом эфире для двух побережий США, Кросби мгновенно оценил потенциал магнитофонов Ampex — а именно ранней модели Ampex 200A. Так Ampex стал студийным стандартом.

Долгое время основным стандартом в индустрии оставалась магнитная лента модели 3M 111-A, которая использовалась практически на всех аппаратах от ранней двухсотой серии до более поздних многоканальных систем. Лента обладала феноменальной для своего времени равномерностью характеристик: отклонение ее параметров от партии к партии составляло менее 0.25 dB из года в год. Но по мере совершенствования виниловых проигрывателей и повышения требований к качеству звука, ключевой проблемой аналогового тракта стал высокочастотный шум и шипение. Это побудило инженеров к созданию различных сложных систем подавления шумов, включая систему Dolby Type A от 1965 года.

Все изменилось в момент, когда инженеры Ampex создали Model 330 с однодюймовой лентой для записи трех каналов, что позволяло достичь соотношения сигнал/шум в 80 dB, но создавало серьезные проблемы из-за чрезмерного осыпания оксидного слоя.

Для минимизации шума и потерь на высоких частотах без усложнения механики в 1958 году компания Ampex представила специализированный стандарт Ampex Master Equalization (AME) с особыми версиями электроники для мастеринг-магнитофонов серий 300-3 и 300-4. Именно в этот период появилась модель Ampex 351, ставшая финальной вехой в линейке чисто ламповых записывающих систем компании.

Особенности оригинального Ampex 351

Представленный в 1958 году Ampex 351 стал прямым преемником модели Ampex 350, созданной в 1953 году. Электроника более ранней модели Ampex 350 базировалась на навесном монтаже методом «точка-точка» и использовала устаревшие октальные радиолампы в металлических корпусах, в частности пентоды 12SJ7 в качестве входных каскадов предварительного усиления. Кроме того, блоки электроники 350 требовали внешнего, громоздкого источника питания. При проектировании Ampex 351 разработчики внедрили революционные для своего времени решения:

• Навесной монтаж был полностью заменен печатными платами (PCB), что существенно повысило надежность, стабильность характеристик и технологичность производства.
• Старые октальные лампы уступили место более современным и значительно менее шумным миниатюрным пальчиковым двойным триодам серий 12AX7 (ECC83) и 12AT7 (ECC81).
• Источник питания был полностью интегрирован непосредственно на шасси электронного блока каждого канала, что превратило его в более мобильное устройство.

Полный комплект ламп на один канал Ampex 351 включал три двойных триода ECC83 (12AX7), два двойных триода 12AU7, один триод-пентод 12AT7 и вакуумный выпрямитель 6X4. С точки зрения механики, система работала с четвертьдюймовой магнитной лентой и поставлялась в различных конфигурациях скоростей, чаще всего ориентированных на пары 7.5 и 15 дюймов в секунду (IPS).

Частотный диапазон тракта на скорости 15 IPS укладывался в рамки от 30 Hz до 15 kHz при неравномерности не более 2 dB, что полностью соответствовало требованиям радиовещания и студийной индустрии того времени. Благодаря высококачественным входным трансформаторам Peerless/Triad и мощным выходным каскадам, блоки электроники Ampex 351 обладали запасом чистого усиления до 90 dB, что позволяло использовать их в качестве микрофонных предусилителей.

Влияние

Уникальные свойства звукового тракта Ampex 351 сделали его центральным элементом формирования эстетики поп- и рок-музыки во многих студиях середины двадцатого века.

Sun Records в Мемфисе

Продюсер Сэм Филлипс построил звучание своей студии Sun Records на умышленном поиске того, что он называл «совершенным несовершенством». Отказываясь от стерильной технической точности в пользу живой эмоции и плотного аналогового насыщения, Филлипс разработал знаменитый эффект slapback-эха. Изначально этот эффект достигался путем трансляции записываемого сигнала со звукового пульта на вход записи одного магнитофона Ampex 350, с последующим снятием задержанного сигнала с его воспроизводящей головки и возвратом на пульт. В 1958 году Филлипс провел полную модернизацию студии, заменив старые аппараты Ampex 350 двумя монофоническими машинами Ampex 351.

Через эти новые ламповые каскады записывались поздние знаковые работы артистов лейбла Sun, включая Элвиса Пресли, Джонни Кэша, Карла Перкинса, Джерри Ли Льюиса и Роя Орбисона. В 1960 году один из этих монофонических магнитофонов Ampex 351 был списан из Sun Records и передан в личную студию басиста Билла Блэка, где на нем записывались альбомы Bill Black's Combo, а также кантри-хиты для Чарли Макклейн и Билли Свона.

Les Paul и зарождение многоканальной записи

Выдающийся гитарист и изобретатель Лес Пол стал главным идеологом внедрения многоканальной записи. Экспериментируя с перезаписью партий с одного дискового латра на другой, он сталкивался с колоссальным ухудшением качества звука при каждом новом наложении. Подаренный Бингом Кросби магнитофон Ampex 200A позволил Лесу Полу модифицировать схему, добавив дополнительную головку воспроизведения перед головкой стирания. Позже Лес Пол инициировал создание первого в мире восьмиканального однодюймового магнитофона, поставленного компанией Ampex в его домашнюю студию в Нью-Джерси в начале 1957 года. Этот аппарат, получивший прозвище «Осьминог» (The Octopus), работал по технологии Sel-Sync: она позволяла использовать записывающие головки неактивных каналов в качестве воспроизводящих для точной синхронизации партий. Для коммутации этой системы молодой инженер Рейн Нарма спроектировал для Леса Пола уникальный восьмиканальный ламповый пульт, известный как «Монстр» (The Monster).

Phil Spector и Gold Star Studios в Лос-Анджелесе

Продюсер Фил Спектор создал свою монументальную концепцию «Стены звука» (Wall of Sound) именно в стенах Gold Star Studios. Работая со звукоинженерами Ларри Левайном и Стэном Россом, Спектор умышленно собирал в небольшом помещении до 25 музыкантов одновременно, заставляя их исполнять дублирующие партии в унисон. Запись велась на трехдорожечный магнитофон Ampex 350, а затем и на 351, приобретенный студией в 1963 году.

Консоль собственной сборки конструкции Дэвида Голда, оснащенная усилителями United Audio и простейшим эквалайзером, направляла сигналы в уникальные трапециевидные эхо-камеры с двухдюймовыми бетонными стенами. Сигнал в камерах воспроизводился через динамики, улавливался ленточными микрофонами RCA 6203 и возвращался в микс. Из-за колоссальной громкости живого исполнения и экстремального уровня мониторинга через рупорные кабинеты Altec A7, ламповые входные каскады Ampex 351 перегружались, создавая естественную компрессию среднего диапазона и склеивая разрозненные инструменты в единое полотно.

Steve Albini и современная школа аналоговой записи

В наше время бескомпромиссным сторонником аналогового звука выступал продюсер Стив Альбини в своей чикагской студии Electrical Audio. Альбини подчеркивал, что аналоговые мастер-ленты способны храниться более 100 лет, в то время как цифровые носители привязаны к программному обеспечению и быстро приходят в негодность.

В Electrical Audio на постоянной основе использовались отреставрированные аппараты Ampex ATR102 и ATR104, а также специально модифицированные блоки предусилителей Ampex 351. Альбини ценил предусилители 351 за их способность деликатно сглаживать агрессивные транзиенты бас-гитары, барабанов и вокала, отмечая, что оборудование сглаживает любые ошибки при записи.

Схемотехнические барьеры и модификация Electrical Audio

Использование оригинального блока электроники Ampex 351 в качестве современного студийного микрофонного предусилителя в его базовом состоянии практически невозможно из-за ряда серьезных недостатков.

Сверхвысокое усиление в 90 dB при отсутствии входного аттенюатора вынуждало инженеров работать в самом начале хода потенциометра, где регулировка не обладает необходимой плавностью. Это приводило к возникновению сильного шума, наводок и теплового шипения ламп. Кроме того, в стоковом аппарате отсутствовало фантомное питание, переключатель фазы и адекватное согласование на низких частотах. Для адаптации этих приборов к нуждам современной индустрии инженеры студии Electrical Audio разработали комплексный метод глубокой модернизации:

• Из корпуса полностью демонтировались неиспользуемые печатные платы стирания, записи и воспроизведения магнитофона, что снижало нагрев и разгружало силовой трансформатор.
• Плата предусилителя полностью перестраивалась с использованием высококачественных металлопленочных резисторов номиналом 0.5 W с допуском 1% и прецизионных конденсаторов Panasonic, рассчитанных на температуру до 105 градусов.
• Родной потенциометр уровня записи заменялся Clarostat, а на выходе монтировался трехсекционный ступенчатый пассивный аттенюатор Davin или Mallory сопротивлением 600 Ом. Это позволило инженерам экстремально перегружать входные каскады, формируя богатые гармоники, и безопасно ослаблять сигнал перед подачей на АЦП.
• Переключатель режимов индикации перестраивался в функцию Meter Defeat (отключение VU-метра). Физическое движение стрелки оригинального индикатора из-за особенностей схемы вносило небольшие нелинейные искажения в звуковой тракт, поэтому его отключение позволяло большей чистоты сигнала.
• Добавлялись цепи стабилизированного фантомного питания, аттенюатор и переключатель полярности фазы.

Важнейшим аспектом реставрации была замена опасных селеновых выпрямителей в цепях питания. Стареющие селеновые элементы деградируют, снижают напряжение и склонны к внезапному воспламенению с выделением токсичных газов. Их замена на высокоэффективные кремниевые диоды 1N4007 приводила к резкому скачку напряжения накала ламп с номинальных 12.6 VDC до опасных 14.7 VDC, что могло быстро вывести нити накала из строя. Для решения этой проблемы инженеры использовали специализированные платы M2 Circuits Sil-Rect, оснащенные дополнительными мощными гасящими резисторами, плавно понижающими напряжение накала до безопасных 12.2 VDC.

Warm Audio WA-MPX и WA-2MPX

Техасская компания Warm Audio, основанная в 2011 году Брайсом Янгом в Остине, заслужила признание благодаря созданию точных и доступных реплик легендарного аналогового оборудования: компрессоров 1176 и LA-2A, эквалайзеров Pultec и классических ламповых микрофонов. В марте 2023 года компания представила модели WA-MPX (одноканальная) и WA-2MPX (двухканальная), ставшие первыми полностью ламповыми микрофонными предусилителями в истории бренда.

При разработке этих приборов инженеры стремились воссоздать легендарную теплоту и характер оригинального Ampex 351, исключив при этом все конструктивные недостатки и опасности эксплуатации винтажных приборов.

На рынке также существуют альтернативные современные интерпретации этой схемы, такие как собранный вручную предусилитель EC3 от компании Electric & Company, также использующий комбинацию двух ламп 12AX7 и одной 12AU7 для получения классического усиления в 70 dB. Однако Warm Audio удалось предложить полностью дискретное, собранное вручную устройство в прочном металлическом корпусе высотой 2U с выдающимися техническими возможностями по крайне конкурентоспособной цене.

Устройство WA-MPX

Внутреннее устройство WA-MPX и WA-2MPX полностью лишено микросхем и базируется на классической высоковольтной ламповой схемотехнике класса А. На каждый канал прибора приходятся три вакуумные лампы: две премиальные 12AX7 и одна 12AU7, помещенные в индивидуальные защитные экраны.

Путь прохождения сигнала

• Входной сигнал поступает на кастомный микрофонный трансформатор CineMag USA.
• Первый каскад усиления реализован на половинке двойного триода первой лампы 12AX7, обеспечивая базовое усиление до 70 dB.
• Вторая лампа 12AX7 выполняет роль фазоинвертора и драйвера. Она разделяет сигнал по фазе для подачи на двухтактный (push-pull) выходной каскад, реализованный на триодах лампы 12AU7.
• Окончательное согласование осуществляется выходным трансформатором CineMag.

Трансформаторы CineMag и петля обратной связи

Особое значение для аутентичности звучания имеет выходной трансформатор CineMag CM-351BPC. Инженеры в точности воспроизвели редкую особенность оригинального трансформатора Peerless — наличие дополнительной третичной обмотки, которая задействована в цепи отрицательной обратной связи, охватывающей выходной каскад на 12AU7. Это позволяет эффективно подавлять нелинейные искажения, обеспечивая прозрачный звук с высоким запасом по громкости.

Система управления и фильтрации

Режим High Gain: при активации этого тумблера в схему физически подключается второй триод первой лампы 12AX7, добавляя в тракт дополнительные 20 dB усиления (общий показатель возрастает с 70 dB до 90 dB). Это делает предусилитель идеальным партнером для тихих ленточных и динамических микрофонов.

Режим Tone: переключает конфигурацию первичной обмотки входного трансформатора. В стандартном режиме коэффициент трансформации равен 1:9 при импедансе 600 Ом (пассивный подъем уровня на +17 dB). В режиме Tone коэффициент меняется на 1:18 при импедансе 150 Ом, увеличивая пассивный подъем до +23 dB, что в точности соответствует оригинальной архитектуре Ampex 351. Это изменяет характер взаимодействия микрофона с предусилителем, добавляя воздух и читаемость.

Цепь Tape Saturation: полностью дискретный транзисторно-диодный блок, имитирующий нелинейные искажения, насыщение и компрессионные свойства магнитной ленты на скорости 15 IPS. При постепенном увеличении входной чувствительности (Preamplifier Gain) в этом режиме можно добиться как легкого склеивающего насыщения, так и выраженного аналогового перегруза.

Фильтры: приборы оснащены мягким фильтром высоких частот на 80 Hz и уникальным фильтром низких частот на 2 kHz. Срез частот выше 2 kHz позволяет мгновенно сфокусировать всю энергию звука в среднечастотном диапазоне, избавляя его от избыточной резкости и создавая винтажный, «телефонный» или лоу-файный характер звучания.

Высоковольтное анодное питание: в отличие от дешевых ламповых приборов с низковольтным питанием («starved plate»), в WA-MPX используется полноценный силовой тороидальный трансформатор, обеспечивающий рабочее анодное напряжение ламп в 300 V. Это гарантирует сохранение динамики исходного сигнала даже при сильном насыщении.

Практическое применение и акустический характер

При записи вокала приборы придает голосу плотность, мягко подавляя резкие сибилянты и усаживая вокальную партию непосредственно по центру микса без необходимости агрессивной динамической обработки.

В качестве инструментального DI-бокса вход на передней панели признается многими инженерами эталонным решением для записи бас-гитары. Бас приобретает глубокий, округлый низ, сохраняя при этом читаемость в среднечастотном диапазоне. При записи электрогитар перегруз входного каскада формирует богатое гармониками звучание.

При работе со стереофоническими источниками, такими как оверхэды ударной установки, акустические гитары или клавишные инструменты, двухканальная модель WA-2MPX демонстрирует отличную фазовую стабильность.

Наконец, в процессе сведения готового материала инженеры могут использовать WA-2MPX для аналоговой обработки стереошин. Направление стереомикса через линейные входы устройства (где сигнал принудительно ослабляется до микрофонного уровня для прохождения через весь лампово-трансформаторный тракт) с легким подмешиванием Tape Saturation добавляет финальному миксу плотность.

К чему пришли Ampex

Ampex 351 совершила одну из главных революций в мире звукозаписи, а современные предусилители Warm Audio WA-MPX и WA-2MPX представляют собой не просто ностальгические копии, а глубоко осмысленные, безопасные и технически безупречные приборы. Сохранив аутентичный характер анодного насыщения в 300 V и уникальную логику обратной связи трансформаторов CineMag, разработчики Warm Audio подарили современным музыкантам и звукорежиссерам доступ к легендарному звуку, на которых была построен весь классический рок-н-ролл.