Nézzünk egy példát arra, hogyan működik ez. Képzeljük el, hogy eljátszunk néhány hangot a gitárunkon, de ezúttal egy erősítőre csatlakoztatjuk. A gitárod gyenge jelet ad, az erősítő pedig felveszi és erősebbé teszi azt.
A lenti képen a gitárod jelét (kék) és az erősített kimeneti jelet (piros) láthatod.
Mint látható, az erősítő a mélypontokat alacsonyabbra, a magas pontokat magasabbra teszi, és így a jel egészét erősebbé teszi.
De egyáltalán miért van szükség erre az erősítésre?
Nos, elképzelhető, hogy egy nagy koncert hangszórónak nagyon erős jelre van szüksége ahhoz, hogy a 100+ decibeles hangerő szükséges ahhoz, hogy az emberek tömegei táncolni, ugrálni vagy headbangelni tudjanak. Végül is a hang csak mozgó levegő, és a levegő mozgatásához olyan hangszórókra van szükség, amelyek fizikailag mozognak.
Az erősítő az a berendezés, amely a lemezjátszó, az elektromos gitár vagy a mikrofon kis teljesítményű jelét nagy teljesítményű jellé alakítja, amely képes a hangot a hangszórókon keresztül és a hatalmas fesztiválterületeken keresztül továbbítani.
A hangerősítő lehet egy különálló egység, amely népszerű az audiofilok körében, akik szeretik a zene minden egyes aspektusát granulárisan szabályozni. A legtöbb modern zenei berendezés – valamint a telefonok, mp3-lejátszók, televíziók, laptopok stb. is – azonban beépített erősítővel rendelkeznek. A hangszórók, amelyeket a zenészek a hangszereikhez használnak (néha egyszerűen csak “erősítőként” vagy “erősítőként” emlegetik őket), általában egy erősítőt és egy hangszórót egyesítenek egyetlen házban.
Szóval… Ennyi? Az erősítők hangosabbá teszik a hangot?
Nos, igen. De ez nem olyan egyszerű, mint gondolnád. Manapság könnyen természetesnek vesszük, hogy minden eszköz képes igény szerint hangosabbá tenni a hangot (lehetőleg egy okostelefonnal). De hogy ez lehetséges, az mind a beépített erősítőknek köszönhető azokban a rendszerekben, amelyekkel nap mint nap kapcsolatba kerülünk.
És ez nem jelenti azt, hogy az erősítés is egyszerű. Rengeteg tényező, mint például az erősítés (a kimenet teljesítménye), a zaj (a nem kívánt extra hangok) és a torzítás (az erősítő határain túllépve okozott homályos hatás) határozza meg az erősítő karakterét és minőségét.
Egy másik fontos tényező a frekvenciaválasz. Ez azt méri, hogy egy erősítő mennyire reagál a magas és alacsony frekvenciákra. Ha például egy adott erősítő a mély hangokat sokkal hangosabbá teszi, mint a magas hangokat, akkor az adott erősítő frekvenciaválasza ferde. Más szóval: félrefordítja a bemenetet.
Egyek olyan erősítőt szeretnének, amelynek frekvenciaválasza a lehető leglineárisabb, tehát minden frekvencia egyformán képviselteti magát a kimeneten. Ha azonban szereti a dobhártyáját csiklandozó mély basszus érzését, akkor érdemes olyan erősítőt választania, amely a mély frekvenciákat hangsúlyozza. Mint például a Monster Beats Tour fejhallgató erősítője:
Oké, szóval hogyan működik egy erősítő?
Vessünk egy pillantást az alapvető lépésekre, amelyeket minden erősítő végrehajt:
- Először is, két bemenetet vesz fel: 1) egy erős elektromos áramot a konnektorból, és 2) egy gyenge jelet a gitártól, mikrofonból vagy elektronikus háromszögből.
- Ezután a jelet használja a nagy teljesítményű áram szabályozására. Képzelje el, hogy a bemenet kapuként működik, amely az áramot pontosan a bemeneti jelnek megfelelően engedi át. Ez a lépés kulcsfontosságú, mert az áramot a bemeneti jel erősebb változatává alakítja.
- Az új jelet egy hangszóróba küldi.
Az átlagos erősítőnk ezen az alapvető folyamaton kívül egy csomó átalakítást, szűrést és ellenőrzést végez, mindezt azért, hogy a kimeneti hang pontos és szép legyen.
Szóval mi van a lámpákkal?
Idő a történelemhez! Az erősítők 1912-es feltalálásuk óta nem maradtak ugyanazok. Évtizedeken keresztül az erősítést vákuumcsövek végezték. Ezek fizikai üvegcsövek három alkotóelemmel:
- egy fűtőelem alul, amit katódnak hívnak;
- egy lemez felül, amit anódnak hívnak;
- egy rács középen, ami blokkolhatja vagy átengedheti a részecskéket.
Most nézzük meg, hogyan hajtja végre egy csöves erősítő a fenti három lépést.
Először is, a katód felmelegszik, pirosan izzani kezd, és elektronokat – apró elektromos részecskéket – lő ki. Ezek az elektronok felfelé akarnak áramlani, mert az anódot is pozitívan töltjük fel. Mivel az elektronok negatív töltésűek, minden pozitív töltésű dolog vonzza őket. Így tehát egy folyamatos elektronáramlás jön létre a katódtól az anódig; az elektromos áram az 1. lépésből.
Itt jön a képbe a középen lévő rács. Ez negatív töltésű, és így taszítja az elektronokat, és megakadályozza, hogy elérjék az anódot. Ez a rács azonban a gitár bemeneti jeléhez van csatlakoztatva. És bár kapuként működik, hogy megakadályozza az elektronok áramlását, néhány részecskét átenged, ha jelet kap a gitárból. Képzeld el, hogy lejátszol egy hangot a gitárodon. Ez jelet küld az erősítőnek, a csőben lévő kapunak, amely azt mondja a kapunak, hogy engedjen át néhány elektront. Mi több: az elektronáradat olyan heves, hogy a bemeneti jel minden egyes elektronjára a kapu több elektront is átenged. Így az elektronáram a bemeneti jellé alakul, csak erősebb lesz. Ez a 2. lépés erősítése.
Ezt az új jelet az anód veszi fel, amely továbbcsatornázza a rendszer következő komponenséhez. A legtöbb erősítő több csővel rendelkezik a többfokozatú erősítéshez, így a jel vagy a következő cső rácsára, vagy az erősítőből az erősítőből a hangszóróba kerül. Ez a 3. lépés.
Mint kiderült, ezek a régi csöves erősítők elég jó munkát végeztek! Néhány ilyen erősítő hangja fenomenális volt, ahogy a Wireless World elektronikai magazin 1947-ben írta a Williamson erősítőről:
Nem érzékelhető torzítás, még akkor sem, amikor az erősítő orgonazenét reprodukál, beleértve a 20c/s nagyságrendű pedálhangokat , amelyek elérik a maximális teljesítmény küszöbét. A közvetlen mikrofonáramkörrel végzett tesztek olyan zajokkal, mint a billentyűk csilingelése, rendkívüli realizmust mutatnak. Az erősítő gyakorlatilag tökéletesnek mondható a legmagasabb hanghűségű csatornák hangreprodukciójához.
A 70-es években a legtöbb erősítő lemondott a terjedelmes vákuumcsövekről, és átállt a tranzisztorokra. Ezek olyan – általában apró – elektronikus eszközök, amelyek ugyanolyan erősítést tettek lehetővé, mint a vákuumcsövek. És könnyű belátni, hogy miért váltottak: a tranzisztorok kisebbek, könnyebbek és energiatakarékosabbak.
Mások szerint azonban ennek a hatékonyságnak ára van. Azt mondják, hogy a csöves erősítők hangja melegebb és gazdagabb, mint a tranzisztoros erősítőké. Akárcsak a bakelitlemezekről és az mp3-akról szóló vita, ez a vita korántsem eldöntött az audiofilok körében.
Egyes zenészek egyszerűen azért kedvelik a csöves erősítőket, mert így természetes módon tudnak túlhajtást létrehozni: ha egy csöves erősítőt túlzásba viszünk, az elvágja a hanghullámok csúcsait és völgyeit, és durva hatást kelt. Az olyan művészek, mint Chuck Berry, ezt a hatást használták ki, és az éles hangzással lenyűgözték a fiatalokat és megijesztették a szülőket. Később a zenészek pedálokkal utánozták ezt az overdrive-effektust, létrehozva annak nehezebb változatait, mint a torzítás és a fuzz.
Természetesen ezek az effektek ma már pedálokkal is könnyen reprodukálhatók. De még ha vintage előnyeiket a kifinomultabb technológia le is váltotta, az erősítők még mindig pótolhatatlan részét képezik mindennapi életünknek.