Ami mai szemmel már egyáltalán nem rövid, mégis az ősi kérdések, hogy honnan származik a hangreprodukció művészete, hová tart és mit kaphatunk a továbbiakban, még mindig velünk vannak. A válaszok olyan formába önthetők, amelyek útmutatást nyújtanak a zenerajongóknak és az audiofileknek. Egyszer-kétszer már végig vettük a fejlődés menetét. Írtunk az 1877-ben Edison fonográffal és a …”Mary had a little lamb”…című és kezdetű dallal indult hangrögzítés történetéről. A „Hifi, az audiofil és a High-End története” című sorozatunk közvetlen a második világháború utáni fejlődéssel foglalkozott és áttekintettük az élő zene erősítésének kialakulását, beleértve azokat a trendeket is, amelyek megváltoztatták az erősített zenét. Mégis mindig akad új információ vagy akár az események egy másik irányból történő megvilágítása.
Az elektromos erősítés feltalálása és kutatása kezdeti éveiben a mérnököknek sok feladatot adott, hogy elsajátítsák a elektroncsöves erősítők és oszcillátorok bonyolult és nem intuitív matematikáját. Mielőtt Lee DeForest módosította Edison izzólámpáját, az „erősítés” egyetlen formája a távírójelek megismétlésére és újjá építésére alkalmas eszközök a relék voltak. A rádió, hangolt áramkörökre, hatalmas, nyers erejű szikratávíró adókra, nagy és hosszúhullámú antennára és kristálydetektor-egyenirányításra támaszkodott, amely közvetlenül fejhallgatót táplált. A fejhallgató membránját mozgató halvány jel végtelenül kicsiny töredéke volt annak a megawatt energiának, amely az adóból minden irányba ömlött. (Egy megawatt, jele: MW, egyenlő egymillió watt-tal vagy ezer kilowatt-tal) A felvételek természetesen tisztán mechanikusak és akusztikusak voltak, és egyáltalán nem jöttek volna létre és nem működtek volna, ha nem találják ki a kettős alkalmazást lehetővé tevő tölcséreket a felvételben és a lejátszásban. Amit az akkoriban zajló elektronikai, mérnöki tervezésnek gondolunk, annak középpontjában a váltakozó áramú áramátviteli rendszerek fázisban tartása és a telefon-audio jelek több száz mérföldes vezetéken történő eljuttatására szolgáló speciális technikák kivitelezése volt, az erősítés minden előnye nélkül.
A Lee DeForest-féle Audion egy elektroncső volt. 1906-ban ez volt az első trióda. Légüres üvegcsőből áll, amely három elektródát tartalmaz: egy izzószálat, egy rácsot és egy lemezt. Fontos a technika történetében, mert ez volt az első széles körben használt elektronikus eszköz, amely képes volt elektronikus változást (jelet) erősíteni. Az 1910-es években a Bell Telephone System mérnökei továbbfejlesztették a megbízhatatlan és rövid élettartamú DeForest Audion csövet a vákuum növelésével, a gyártási szennyeződések eltávolításával, a negatív torzítás megállapításával, valamint a dióda-egyenirányítás és trióda-erősítés első matematikai modelljeinek megalkotásával. Égetően szükség volt a telefon audio-jelek minőségének és megbízhatóságának javítására, és az első triódák által biztosított erősítés ezt kielégítette. A Radio Corporation of America az első világháború alatt, a jobb rádióvétel érdekében, már alkalmazza a vákuumcsövet, és ennek közvetlen eredményeként a következő két évtizedben a vákuumcsöves technológia legtöbb szabadalma az ellenőrzése alá került. Az 1920-as évek elején Major Armstrong feltalálta és szabadalmaztatta a szuper regenerációt, a szuperheterodin vételi rendszert és az FM-rádiót. Az egyszerű trióda elektromos viselkedésének pontos jellemzésével és a helyes előfeszítés követelményeinek meghatározásával a Bell Labs és az RCA munkájára épített. Mindezek a találmányok és fejlesztések megnyitották a kaput az audio- és rádiófrekvenciás (RF) erősítők racionális és kiszámítható tervezése előtt, ami lendítő hatással járt a rádióipar, a hangosbeszélő rendszerek, a filmek hangzása, valamint az elektromos fonográf-rögzítés, ill. lejátszás fejlődésére. Érdemes elgondolkodni, hogy az elektronika egész területe 1920-ban egy furcsa laboratóriumi érdekességtől indul.
Ajánlott irodalom: http://www.duanesradios.info/html/armstrong_super-heterodyne.html
Az elektronika fejlődésének egy újabb szakaszának egyik aspektusa az volt, hogy a zene valóban úgy hangozzék, mint a koncerttermi élmény. Többé nem kellett a telefonba kiabálni, az érzékeny rádiók kontinenseken át tudják venni az adásokat, már lehetőség nyílt arra, hogy a rendőrök a járőr autókban és a pilóták a repülőgépeken beszéljenek a központi állomásokkal. A szűk sávszélességű AM rádió-sugárzás napjaiban (a Bell System legjobb minőségű távolsági vonalai 50 Hz – 8 000 Hz tartományra korlátozták a jelet), a legjobb, amit remélni lehetett, a jó időjárás volt. De, megérkezett az elektronika kora! Bár rádió- és fonográf gyártók százai törekedtek folyamatosan a minőség javítására, a sellak lemezek és az AM műsorszóró hálózatok korlátai megnehezítették a hangszórók és erősítők továbbfejlesztését anélkül, hogy a forrás problémáit felfedték volna. Éppen ez az oka annak, hogy a Bell Labs korai szubjektív tanulmányai a high-fidelity megszületésének lehetőségei kilátástalanok voltak. A mikrofonok és hangszórók frekvencia átvitele 40 Hz-től 15 000 Hz-re fejlődött, de miután a sellak lemezek felvételi és lejátszási korlátain átjutottak, az extra sávszélesség inkább fáradtságot okozott, nem a hallgatás örömét. Alacsony zajszintű, széles sávú jelforrások egyszerűen nem léteztek.
Következtek a harmincas évek, amikor egy teljes évtized főbb fejlesztései a filmipartól származnak. A filmipar az alapoktól kezdve szabadon építhetett komplett hangrendszereket. A hollywoodi stúdiók vertikálisan integrált vállalkozások voltak, mindegyik stúdiónak saját audio- és képi megvalósító-lánca volt. Ez azt jelentette, hogy a stúdió, az előadótól a mikrofonon át a nézőtérig, és mindent, ami a kettő között van, saját maga irányított. Nem kellett semmit beilleszteni a kereskedelmi rádiók, hanglemezek vagy a fogyasztói elektronika korlátozásaiba. Mindegyik stúdió közvetlenül irányította a „moziba járás” teljes művészi, technológiai és kereskedelmi tapasztalatát. A filmproducerek és rendezők hamar rájöttek, hogy a hang a film szíve és lelke, amely a zenén keresztül erőteljesen közvetíti az érzelmeket, mély érzelmi hatást adva alátámasztja a párbeszédet és a képeket. A zene és a hangeffektusok hatására újfajta filmeket lehetett készíteni, amelyek a korábbinál mélyebben érintették a közönséget. A producerek és a rendezők, az élő párbeszéddel és zenével, egy új művészeti birodalomba léptek, a változással, amely egy finomabb és bensőségesebb színészi formát, valamint a szereplők belső érzéseit tükröző zenei hangulatokat nyitott meg. Évtizedekkel utána ezt már természetesnek tartjuk, a hang és a film kombinációja olyan közeget hozott létre, amely eltért a zene és a némafilm alkotóelemeinek kombinálásától. A filmipar gyorsan felfedezte, hogy a jobb hangzáshűség (az optikai hang, a jobb erősítők és a jobb hangszórók révén) elmélyítette a hang érzelmi hatását. A filmipar történetében először a hangminőség, még ha ezt a közönség vagy a kritikusok nem is vették észre, erőteljes és nyereséges kasszahúzássá vált.
Az 1930-as években a filmek hangzása volt az egész elektronikai ipar élvonala. Mind a Western Electric (a Bell Telephone System gyártási és kutatás-fejlesztési részlege), mind az RCA/NBC rendszer versenyzett a lehető legjobb hangminőség eléréséért, mindkét oldal mérnöki csapatai folyamatosan versengtek egymással. Egy évtized leforgása alatt létrejött a modern high-fidelity ipar teljes alapja. 1929 és 1939 között a világ a következőket látta:
– 1922-től kezdett elterjedni az első közvetlen fűtésű vákuumcső, az RCA ’01A trióda. A húszas évek végén megjelentek a speciális csövek, kezdve az indirekt fűtésű RCA ’27, majd a szorosan kapcsolódó 37, 56 és 76 típusok. Ezek az elektroncsövek lehetővé tették a váltakozó árammal működő (nem telepes) rádiók használatát, mivel nem igényelnek elemet a „zümmögés”-mentes működéshez.
– 1936-ban Major Armstrong FM-hálózata mutatta be először a nagy távolságú, FM-adókat, átjátszó adókat és rádió-vevőket. A Yankee FM Network és országos leányvállalatai az elsők voltak a teljes frekvenciatartomány, a széles dinamika és az alacsony torzítás elérésében. Az eredeti, nagy teljesítményű Armstrong FM-rendszer 1945-ig folytatta a sugárzást, amikor is az FCC áthelyezte az FM-spektrumot jelenlegi helyére a 88-108 MHz sávba.
– 1940-ben az RCA, a Western Electric és Alan Blumlein két- és három csatornás sztereó hangzás bemutatói, valamint az első többcsatornás hang-sávot használó teljes hosszúságú film mutatta a fejlődés lehetséges irányát. Alan Blumlein egy teljes sztereó jel-láncot szabadalmaztatott. (Blumlein elemezte, és talált eszközöket a ma Miller-kapacitásnak nevezett jelenség megkerülésére, és feltalálta a differenciál áramkört.)
– Megjelentek az alacsony torzítású, teljes frekvenciatartományú mikrofonok, hangszedők, erősítők és hangszórórendszerek a Western Electric, RCA, Decca, EMI jóvoltából, és másoktól.
– A legfejlettebb berendezéseket rádióműsorok átírására (16 és 33 fordulat/perc acetát masteren keresztül) és csúcskategóriás rádiókészülékekben használták.
– Megkezdődött a mikrofonok, mozgótekercses lemezvágó-fejek, filmzenei optikai modulátorok, hangszedők, hangszórók és színházi tölcsérek elektroakusztikus elemzése és modellezése.
– 1926-ban bemutatták a ’71A közvetlen fűtésű teljesítmény triódát, majd az ’50-est 1928-ban, a ’45-öst és a PX4-est 1929-ben, a PX25-öst 1930-ban, a 2A3-ast 1932-ben, a 300A-t 1936-ban és a 3008B-t.
– 1936-ban a 6L6 és KT66 pentódákkal elindult a komoly erőverseny, majd a mindenütt jelen lévő EL34 1951-ben, az EL84 1953-ban, a 6550 és KT88 1954-ben, és a sorozat utolsó, a 7591 19659-ben és 186437-ben. (A 6L6-ot 1936 óta folyamatosan gyártják, rekord, amelyet egyetlen más elektronikai eszköz sem döntött meg. Mindannyian nagy köszönettel tartozunk az elektromos gitárosoknak, hogy nyitva tartották az elektroncső gyárakat.)
Majdnem 100 évvel később a vákuumcsövek, és különösen a triódák továbbra is a legalacsonyabb torzítást produkálják. Egyetlen germánium vagy szilícium tranzisztor, JFET vagy MOSFET sem közelítette meg a közvetlen fűtésű triódák torzítási minimumát, a közvetett fűtésű triódák pedig szorosan követik a trendet. Az abszolút értelemben vett alacsony torzítás mellett a triódák torzítási spektruma is kedvező. (Ez kevésbé igaz a sugár-tetódákra, pentódákra vagy félvezetőkre, amelyek alapvetően kevésbé lineárisak és magasabb rendű torzítási görbékkel rendelkeznek.) A szomorú tény az, hogy a félvezető alapú eszközök linearitása jóval elmarad a tervezési prioritásoktól, és visszacsatolásra van szükség ahhoz, hogy tiszta hangzást kapjunk. Kérdezzük, hogy mely tranzisztorokat tervezték nagy hűségű audio-alkalmazásokhoz? Ha egy tranzisztor modell kiszáll a gyártásból, akkor ennyi. Tíz-húsz évvel a bevezetésük után senki ne számítson arra, hogy készleteket fog találni elavult tranzisztorokból, és biztos lehet benne, hogy senki sem akarja gyűjteni vagy vintage hangzású termékben használni őket. A felvetések után hosszú a csend.
