Зачем на советском усилителе «Бриг-001» была кнопка LOW FILTER, если уже был регулятор басов

На передней панели советского усилителя «Бриг-001-стерео» можно заметить любопытную деталь. Рядом с регуляторами громкости и тембра расположена кнопка ограничения низких частот. На ранних версиях она обозначалась LOW FILTER. Казалось бы, зачем она нужна? Ведь если басов слишком много, достаточно повернуть соответствующий регулятор влево.

Я тоже сначала подумала, что производители просто добавили ещё один способ настройки звука. В аппаратуре 1970-х годов встречались и более необычные решения. Однако, просматривая техническое описание «Брига» 1976 года, я обнаружила, что назначение кнопки было совсем другим. Разработчики предусмотрели её для уменьшения низкочастотных помех, возникавших при воспроизведении грампластинок. Причём речь шла о колебаниях, которые человек мог почти не слышать, хотя акустическая система на них вполне заметно реагировала.

Почему регулятор басов не мог заменить фильтр

У «Бриг-001-стерео» регулятор низких частот позволял изменять уровень сигнала на 10 дБ в обе стороны при частоте 100 Гц. Это обычная регулировка тембра, с помощью которой слушатель мог подстроить звучание под свои предпочтения и особенности акустики. Но вместе с басами изменялся уровень целой области музыкального диапазона. Например, при уменьшении низких частот становились менее заметными нижние ноты фортепиано, бас-гитара и другие инструменты. Отдельный фильтр имел другую характеристику. В техническом описании «Брига» 1976 года указано ограничение частот ниже 50 Гц с крутизной спада 12 дБ на октаву. На частоте 20 Гц ослабление составляло 9 дБ относительно уровня на 1000 Гц.

Здесь важно не перепутать фильтр с переключателем, который полностью отключает определённую часть диапазона. Низкие частоты не исчезали мгновенно после нажатия кнопки. Их уровень постепенно уменьшался по мере снижения частоты. По сути, разработчики хотели сохранить основную часть музыкального сигнала и одновременно ослабить область, в которой могли присутствовать нежелательные колебания.

Что происходило с грампластинкой во время воспроизведения

Чтобы понять смысл этой функции, придётся вспомнить одну особенность виниловых проигрывателей. Грампластинка кажется ровной, пока лежит на столе. Но достаточно посмотреть на вращающийся диск сбоку, чтобы иногда заметить, как его поверхность немного поднимается и опускается. Причин несколько. Пластинка могла слегка деформироваться при хранении, изначально иметь небольшие неровности или не совсем точно располагаться на опорном диске. Игла звукоснимателя была вынуждена следовать за этими изменениями поверхности. Вместе с ней двигался тонарм, а механические колебания преобразовывались в электрический сигнал. Мне стало интересно, насколько медленными могли быть такие движения. Обычная долгоиграющая пластинка вращается со скоростью 33⅓ оборота в минуту. Один оборот занимает приблизительно 1,8 секунды. Если на диске имеется одна плавная волна, повторяющаяся при каждом обороте, частота соответствующего движения составляет около 0,56 Гц. Для сравнения, нижняя граница условно принятого диапазона человеческого слуха находится около 20 Гц.

Однако дело не ограничивалось движением иглы вслед за неровной поверхностью. Тонарм вместе с головкой звукоснимателя представлял собой механическую систему с собственной резонансной частотой. Она зависела от массы тонарма и податливости подвеса иглы. При подборе компонентов обычно стремились получить резонанс примерно в области 8-12 Гц. Если внешние колебания возбуждали этот резонанс, движение звукоснимателя могло заметно увеличиваться.

Добавлялись и механические шумы самого проигрывателя. Их источниками становились двигатель, подшипник опорного диска и привод. Низкочастотную составляющую подобных помех в технической литературе называют рокотом. Интересно, что специалисты отдельно изучали способы его измерения. Например, в материалах Lindos Electronics рассматривается, почему при оценке проигрывателя необходимо учитывать как механические особенности аппарата, так и состояние самой пластинки.

Почему динамики двигались даже в спокойных музыкальных фрагментах

Представим домашнюю стереосистему конца 1970-х годов. На проигрывателе вращается пластинка, звучит спокойная инструментальная композиция. В комнате ничего необычного не слышно. Но если посмотреть на низкочастотный динамик без декоративной решётки, иногда можно заметить довольно широкие движения его диффузора. Причём они не всегда совпадают с ритмом музыки. Звукосниматель передавал электрические колебания, возникавшие из-за неровностей пластинки или особенностей механизма проигрывателя. Усилитель воспринимал их как обычный сигнал и направлял дальше, к акустической системе. Получалась занятная ситуация. Человек практически не слышал постороннего низкочастотного звука, зато динамик продолжал воспроизводить соответствующие колебания.

Причина заключалась в особенностях человеческого слуха. На очень низких частотах наша чувствительность существенно уменьшается. А вот движение диффузора при достаточно большой амплитуде вполне можно заметить глазами. Для акустической системы это тоже имело значение. У каждого динамика есть определённый допустимый ход диффузора. Когда значительная его часть приходится на посторонние низкочастотные колебания, возможности для воспроизведения остальных составляющих записи сокращаются. При большой амплитуде могут появляться дополнительные искажения. Фильтр позволял уменьшить такие движения, не заставляя владельца полностью перенастраивать тембр. Конечно, он не мог сделать искривлённую пластинку ровной или исправить механизм проигрывателя. Но ослабить поступавший от них нежелательный сигнал вполне мог.

Как появилась эта функция на советском «Бриге»

История «Бриг-001-стерео» началась в Ленинграде. Опытные экземпляры усилителя появились в 1975 году, а в 1976-м было организовано серийное производство на кировском заводе «Ладога». Одним из основных разработчиков аппарата стал инженер Анатолий Лихницкий. Для советской бытовой аппаратуры середины 1970-х годов это была довольно сложная конструкция.

Согласно опубликованному техническому описанию, усилитель содержал 56 транзисторов и 32 диода. Номинальная выходная мощность составляла 50 Вт на каждый канал. Аппарат был рассчитан на подключение электропроигрывателя, магнитофона, радиотюнера и других источников сигнала. На переднюю панель вынесли многочисленные органы управления. Владелец мог менять стереобаланс, тембр, включать тонкомпенсацию и выбирать необходимые фильтры. Кстати, рядом с LOW FILTER находилась кнопка HI FILTER. Она предназначалась для ограничения высоких частот выше 9 кГц и помогала уменьшать шипение и призвуки, возникавшие при воспроизведении пластинок с изношенной поверхностью.

Получалось, что производитель учитывал разные особенности аналоговых записей. Пользователь мог самостоятельно решить, какие частотные ограничения ему нужны в данный момент. Любопытно и другое. В техническом описании первой версии «Брига» назначение LOW FILTER не скрывается за общими словами о качестве звучания. Там прямо говорится об уменьшении низкочастотных шумов электропроигрывателя. Именно эта короткая строка в документации лучше всего объясняет появление отдельной кнопки.

Итого

Кнопка «Фильтр НЧ» появилась на советских усилителях не для того, чтобы заменить регулятор басов. Она решала другую задачу, связанную с особенностями воспроизведения грампластинок. Меня в этой истории больше всего заинтересовало то, что назначение небольшой кнопки оказалось напрямую связано с механикой проигрывателя. Неровная поверхность пластинки, колебания тонарма и движение диффузоров учитывались ещё при проектировании усилителя. Поэтому LOW FILTER был не дополнительным украшением передней панели, а вполне конкретным инструментом для владельца домашней стереосистемы.