Să ne uităm la un exemplu despre cum funcționează acest lucru. Imaginați-vă că cântați câteva note la chitara dumneavoastră, dar de data aceasta o conectați la un amplificator. Chitara ta va produce un semnal slab, iar amplificatorul îl va prelua și îl va face mai puternic.
În imaginea de mai jos, poți vedea semnalul chitarei tale (albastru) și semnalul de ieșire amplificat (roșu).
După cum puteți vedea, amplificatorul face ca punctele joase să fie mai joase, iar cele înalte mai înalte mai înalte, și astfel face ca semnalul în ansamblu să fie mai puternic.
Dar de ce avem nevoie de această amplificare în primul rând?
Bine, vă puteți imagina că un difuzor mare de concert are nevoie de un semnal foarte puternic pentru a produce cei peste 100 de decibeli necesari pentru a face mulțimile de oameni să danseze, să sară sau să facă headbang. La urma urmei, sunetul este doar aer în mișcare, iar pentru a mișca aerul veți avea nevoie de difuzoare care se mișcă fizic.
Amplificatorul este piesa de echipament care transformă semnalul de mică putere de la o placă turnantă, o chitară electrică sau un microfon într-un semnal de mare putere capabil să transmită sunetul prin difuzoare și pe terenurile vaste ale festivalului.
Un amplificator audio poate fi o unitate separată, care este populară în rândul audiofililor cărora le place să aibă un control granular asupra fiecărui aspect al muzicii lor. Cu toate acestea, majoritatea instalațiilor muzicale moderne – precum și telefoanele, mp3-playerele, televizoarele, laptopurile etc. – au un amplificator încorporat. Difuzoarele pe care muzicienii le folosesc pentru instrumentele lor (denumite uneori pur și simplu „amplificatoare” sau „amplificatoare”) combină, de obicei, un amplificator cu un difuzor într-o singură carcasă.
Așa că… Asta e tot? Amplificatoarele fac sunetul mai tare?
Păi, da. Dar asta nu este atât de ușor pe cât credeți. În zilele noastre, este ușor să considerăm de la sine înțeles că orice dispozitiv poate face sunetul mai tare la cerere (de preferință cu un smartphone). Dar faptul că acest lucru este posibil se datorează amplificatoarelor încorporate în sistemele cu care interacționăm în fiecare zi.
Și asta nu înseamnă că nici amplificarea nu este simplă. O mulțime de factori, cum ar fi câștigul (puterea ieșirii), zgomotul (sunete suplimentare nedorite) și distorsiunea (un efect neclar cauzat de împingerea amplificatorului dincolo de limitele sale), determină caracterul și calitatea unui amplificator.
Un alt factor important este răspunsul în frecvență. Acesta este măsura modului în care un amplificator reacționează la frecvențele înalte și joase. Dacă, de exemplu, un anumit amplificator face ca sunetele joase să fie mult mai puternice decât cele înalte, atunci răspunsul în frecvență al acelui amplificator este distorsionat. Cu alte cuvinte: acesta reprezintă greșit intrarea.
Câteva persoane doresc un amplificator cu un răspuns în frecvență cât mai liniar posibil, astfel încât fiecare frecvență să fie reprezentată în mod egal la ieșire. Cu toate acestea, dacă vă place senzația unui bas profund care vă gâdilă timpanul, ați putea opta pentru un amplificator care accentuează frecvențele joase. Cum ar fi amplificatorul dintr-o pereche de căști Monster Beats Tour:
Bine, deci cum funcționează un amplificator?
Să aruncăm o privire asupra pașilor de bază pe care îi va parcurge orice amplificator:
- În primul rând, acesta preia două intrări: 1) un curent electric puternic de la o priză și 2) un semnal slab de la chitară, microfon sau triunghi electronic.
- Apoi, folosește semnalul pentru a regla curentul de mare putere. Imaginați-vă că intrarea acționează ca o poartă care lasă curentul să treacă exact în funcție de semnalul de intrare. Acest pas este crucial, deoarece transformă curentul într-o versiune mai puternică a semnalului de intrare.
- Noul semnal este trimis către un difuzor.
În afară de acest proces de bază, amplificatorul tău mediu va face o mulțime de transformări și filtrări și verificări, toate pentru a se asigura că sunetul de ieșire este precis și frumos.
Și cum rămâne cu lămpile?
Este timpul să devenim istorici! Amplificatoarele nu au rămas la fel de când au fost inventate în 1912. Timp de zeci de ani, amplificarea a fost realizată de tuburi cu vid. Acestea sunt tuburi fizice din sticlă cu trei componente:
- un element de încălzire în partea de jos numit catod;
- o placă în partea de sus numită anod;
- o grilă în mijloc care poate bloca sau permite particule.
Acum să ne uităm la modul în care un amplificator cu tuburi realizează cei trei pași de mai sus.
În primul rând, catodul se încălzește, începe să strălucească în roșu și lansează electroni – particule electrice mici. Acești electroni vor dori să curgă spre partea superioară, pentru că încărcăm pozitiv și anodul. Deoarece electronii sunt încărcați negativ, ei sunt atrași de orice lucru pozitiv. Deci, acest lucru face ca un flux continuu de electroni să circule de la catod la anod; curentul electric de la pasul 1.
Aici intervine grila din mijloc. Ea este încărcată negativ și, astfel, respinge electronii și îi împiedică să ajungă la anod. Cu toate acestea, această grilă este conectată la semnalul de intrare de la chitara dumneavoastră. Și, deși acționează ca o poartă pentru a bloca fluxul de electroni, ea va permite trecerea unor particule dacă primește un semnal de la chitară. Imaginează-ți cum ar fi să cânți o notă la chitara ta. Aceasta va trimite un semnal la amplificator, la poarta din tub, care îi spune acesteia să lase să treacă unii electroni. Mai mult: fluxul de electroni este atât de firav, încât pentru fiecare electron din semnalul de intrare, poarta va lăsa să treacă mai mulți electroni. Astfel, fluxul de electroni se transformă în semnalul de intrare, doar că mai puternic. Aceasta este amplificarea pasului 2.
Acest nou semnal este apoi preluat de anod, care îl canalizează mai departe către următoarea componentă din sistem. Majoritatea amplificatoarelor au mai multe tuburi pentru mai multe etape de amplificare, astfel încât semnalul este trimis fie către grila tubului următor, fie în afara amplificatorului și către difuzor. Acesta este pasul 3.
Cum se pare, aceste vechi amplificatoare cu tuburi au făcut o treabă destul de bună! Sunetul unora dintre aceste amplificatoare era fenomenal, așa cum scria revista de electronică Wireless World despre amplificatorul Williamson în 1947:
Nu poate fi detectată nicio distorsiune, chiar și atunci când amplificatorul reproduce muzică de orgă, inclusiv note de pedală de ordinul a 20c/s , care ating pragul de ieșire maximă. Testele efectuate cu ajutorul unui circuit de microfon direct cu zgomote cum ar fi trosnetul clapelor dezvăluie un realism extraordinar. Amplificatorul poate fi descris ca fiind practic perfect pentru canalele de reproducere a sunetului de cea mai înaltă fidelitate.
În anii 1970, majoritatea amplificatoarelor au renunțat la tuburile lor voluminoase cu vid și au trecut la tranzistori. Aceștia sunt dispozitive electronice – de obicei minuscule – care permiteau același tip de amplificare ca și tuburile cu vid. Și este ușor de înțeles de ce au trecut oamenii: tranzistorii sunt mai mici, mai ușori și mai eficienți din punct de vedere energetic.
Câțiva oameni spun, totuși, că această eficiență are un preț. Ei spun că sunetul unui amplificator cu tuburi este mai cald și mai bogat decât cel al unui amplificator cu tranzistori. La fel ca și dezbaterea despre viniluri și mp3-uri, aceasta este o discuție care este departe de a fi tranșată în rândul audiofililor.
Cei mai mulți muzicieni preferă amplificatoarele cu tuburi pur și simplu pentru că le oferă o modalitate naturală de a crea overdrive: atunci când împingeți prea mult un amplificator cu tuburi, acesta taie vârfurile și văile undelor sonore, creând un efect grunjos. Artiști precum Chuck Berry foloseau acest efect în avantajul lor, intrigând tineretul și îngrozindu-i pe părinți cu acest sunet tăios. Mai târziu, muzicienii ar fi emulat acest efect de overdrive cu ajutorul pedalelor, creând versiuni mai grele ale acestuia, cum ar fi distorsiunea și fuzz.
Desigur, aceste efecte pot fi reproduse acum cu ușurință și cu ajutorul pedalelor. Dar chiar dacă avantajele lor vintage au fost depășite de o tehnologie mai sofisticată, amplificatoarele sunt încă o parte de neînlocuit a vieții noastre de zi cu zi.