Gutdver.ru

Отделка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как работают ламповые усилители, или Особенности теплого звука

Как работают ламповые усилители, или Особенности теплого звука

Как работают ламповые усилители, или Особенности теплого звука

Классы усиления — вполне логичный и понятный способ отличить одну типовую схему от другой. Однако, применительно к ламповой схемотехнике такого подхода оказалось недостаточно. В зависимости от типа, лампы способны работать в различных режимах, которые при этом одинаково применимы в усилителях разных классов. Этот факт кратно увеличивает количество возможных сочетаний, не говоря уже о том, что режимы работы ламп можно модифицировать, комбинировать и объединять. Столь глубоко в схемотехнику мы, конечно, погружаться не будем, но постараемся разобраться в базовых понятиях.

История

Радиолампы, как и другие электронные компоненты, имеют богатую историю, в ходе которой произошла заметная эволюция. Началось все в нулевых годах прошлого века, а закатом ламповой эры можно считать шестидесятые годы, когда свет увидела последняя фундаментальная разработка — миниатюрные радиолампы нувисторы, а транзисторы уже начали активно завоевывать рынок. Но из всей истории нас интересуют лишь ключевые этапы, когда были созданы основные типы радиоламп и разработаны основные схемы их включения.

Первый в мире триод изобретателя Ли де Фореста, 1908 год

Первой разновидностью радиоламп, разработанной для создания усилителей, были триоды. Цифра 3 слышится в названии не случайно — именно столько активных выводов имеет триод. Принцип работы триода предельно прост. Между анодом и катодом лампы последовательно включаются источник питания и первичная обмотка выходного трансформатора (ко вторичной обмотке которого подключается акустика). Полезный сигнал подается на сетку лампы. При подаче напряжения в схему усилителя между катодом и анодом протекает поток электронов, а расположенная между ними сетка модулирует этот поток соответственно изменениям уровня входящего сигнала.

В ходе использования триодов в различных отраслях промышленности потребовалось улучшить их характеристики. Одной из таких характеристик была проходная емкость, величина которой ограничивала максимальную рабочую частоту лампы. В процессе решения этой проблемы появились тетроды — радиолампы, имеющие внутри не три, а четыре электрода. Четвертым стала экранирующая сетка, установленная между управляющей сеткой и анодом. Задачу повышения рабочей частоты это решало в полной мере, что вполне удовлетворило создателей технологии, разрабатывавших тетроды для того, чтобы радиостанции и радиоприемники работали в коротковолновом диапазоне, имеющим более высокие несущие частоты нежели средне- и длинноволновый.

Строение триода

С точки зрения качества воспроизведения звука тетрод не превзошел триод принципиально, поэтому другая группа ученых, озадаченная вопросами воспроизведения звуковых частот, усовершенствовала тетрод, используя, по сути, тот же подход — просто добавив в конструкцию лампы еще одну дополнительную сетку, располагающуюся между экранирующей сеткой и анодом. Это было необходимо для того, чтобы подавить динатронный эффект — обратную эмиссию электронов от анода к экранирующей сетке. Подключение дополнительной сетки к катоду препятствовало этому процессу, делая выходную характеристику лампы более линейной и повышая выходную мощность. Так появился новый тип ламп: пентод.

Принцип работы

Все вышеупомянутые типы ламп в том или ином виде нашли применение в аудиотехнике. При этом пытливые умы аудиоинженеров постоянно искали пути наиболее эффективного их использования. Довольно быстро они пришли к выводу, что место включения экранирующей сетки пентода в схему усилителя — это инструмент, с помощью которого можно принципиально изменить режим его работы. При подключении сетки к катоду мы имеем классический пентодный режим, если же переключить сетку на анод — пентод начинает работать в режиме триода. Это позволяет объединить два типа усилителя в одном с возможностью смены режима с помощью простого переключателя.

Так работает тетрод

Но и этим дело не ограничилось. В 1951 году американские инженеры Дэвид Хафлер и Харберт Керос предложили подключать сетку пентода совершенно иным способом: к промежуточным отводам первичной обмотки выходного трансформатора. Такое подключение является чем-то средним между чистым триодным и чистым пентодным включением, давая возможность комбинировать свойства обоих режимов.

Таким образом, с режимами ламп произошла та же история, что и с классами усиления, когда вслед за «чистыми» классами А и В появился комбинированный класс АВ, сочетающий сильные стороны двух предыдущих.

Обозначение разных типов ламп по ГОСТу

В том, что касается сочетания режимов работы ламп и классов усиления, они могут комбинироваться произвольным образом, что приводит к изрядной путанице и даже жарким спорам в рядах неофитов. Не добавляет ясности и тот факт, что разработчики ламповых усилителей в большинстве случаев указывают не класс усилителя, а принцип схемотехники: однотактный — SE (Single Ended) или двухтактный — PP (Push-Pull). В итоге, пентоды и тетроды нередко ассоциируют исключительно с классом АВ и двухтактной схемой в целом, а триод, напротив, считают синонимом класса А и сугубо однотактного включения. На самом же деле, ни что не препятствует переключить усилитель, работающий в классе А, в пентодный или ультралинейный режим, а на паре триодов можно собрать двухтактный усилитель, работающий в классе В или АВ.

Предпосылкой к неверным ассоциациям является частота использования тех или иных режимов в различных классах усиления. Триоды чаще используют в однотактных схемах и классе А. В свою очередь, пентоды и тетроды лучше подходят для работы в двухтактных схемах, хотя переключение их в триодный режим — реальная опция, встречающаяся на усилителях, работающих в классе АВ, и не имеющая ровным счетом никакого отношения к классу А.

Плюсы

Традиционный триодный режим работы лампы имеет как минимум одно значимое преимущество: способность работать без обратной связи. Пентодный режим имеет свои плюсы: большую линейность работы и возможность достигать более высокой мощности. Ультралинейный режим дает возможность отказаться от общей обратной связи и при этом сохранить мощность, близкую к пентодному включению. При этом триод при прочих равных обходит оба варианта по уровню собственного шума лампы.

Минусы

Слабые места одних режимов ламп вполне закономерно можно обнаружить там, где проявляются сильные места других. Триодный режим имеет меньший КПД и меньшую линейность, хуже переносит динамические нагрузки. Пентодный и ультралинейный режимы проигрывают по уровню шумов, к тому же на практике оказываются более зависимы от качества выходных трансформаторов. Пентодный усилитель невозможен без общей обратной связи, и она может понадобиться в некоторых вариантах ультралинейного режима.

Особенности

С точки зрения качества и характера звучания каждый тип ламп и каждый режим включения имеет свои особенности, настолько очевидные на слух, что даже ультралинейный режим, по факту, не стал золотой серединой. Триоды в чистом виде и триодное включение пентодов обеспечивают наиболее чистый и объемный звук до тех пор, пока дело не дойдет до энергичной музыки с быстрыми и значительными по амплитуде перепадами громкости. Иными словами — для спокойного джаза триоды подходят куда лучше, чем для прослушивания рока.

Читайте так же:
Как установить лампочку с двумя выключателями

Пентодный и ультралинейный режимы, напротив, больше подходят для энергичной музыки, но в ряде случаев звучат недостаточно чисто, точно и детально. Особенно часто эти претензии относятся к пентодному режиму, а в целом характер звучания и пентодного, и ультралинейного режимов нередко сравнивают с транзисторными усилителями.

Практика

Ламповая схемотехника — дело тонкое, поэтому большинство производителей упражняются в совершенствовании какого-то одного сочетания режима работы ламп и класса усиления. Стремление разработчиков получать идеальный (согласно их представлениям) звук и следующий за этим отказ от любых альтернативных способов включения ламп вполне понятны, но при поиске испытуемого наша задача состояла как раз в обратном: иметь возможность сравнить один и тот же набор ламп как минимум в двух вариантах включения.

Это существенно сократило выбор кандидатов, однако, подходящий вариант был найден. Им стал Cayin CS-100A — аппарат, буквально созданный для разного рода экспериментов. Его конструкция допускает использование выходных ламп двух типов: тетродов KT88 и пентодов EL34. При этом есть возможность выбора между триодным и ультралинейным режимом с выходной мощностью 50 или 80 Вт на канал, соответственно. При этом схемотехника усилителя в обоих случаях двухтактная, и работает он в классе АВ.

Кроме прочего, Cayin CS-100A является хорошим примером современной реализации традиционного лампового усилителя. Он имеет классическую компоновку со съемной решеткой закрывающей лампы, несет на борту выходные трансформаторы солидных размеров, обеспечивающие не только достаточную мощность, но и широкий диапазон воспроизводимых частот. Комплектующие соответствуют современным требованиям качества: в усилителе применяются угольные резисторы, аудиофильские конденсаторы, тороидальный трансформатор питания и проводка серебряным кабелем. Монтаж при этом реализован навесным способом — так же, как это делали более полувека назад. Это является не столько данью истории, сколько способом сокращения путей сигнала. В целом, Cayin CS-100A — это аппарат, в полной мере попадающий под определение лампового High End.

Когда речь идет о High End-компонентах, особенно ламповых, не всегда удается четко провести грань между «усилитель не справился» и «так и было задумано». В конце концов, аудиоинженер в мире High End — это тоже в некотором роде художник и он имеет право на свое собственное представление о том, как должна звучать система. Избежать такого рода недоразумений помогло использование в процессе тестирования двух пар акустических систем, обладающих принципиально разными характеристиками. Специфические признаки недостатка мощности и роста искажений можно было заметить на тяжелой нагрузке и на громкости выше средней, что в общем соответствует заявленным характеристикам. С крупными полочниками или напольниками средних размеров со столь же среднестатистическими параметрами мощности, импеданса и чувствительности Cayin CS-100A вполне справится.

В триодном режиме усилитель выдает красивое, тембрально насыщенное звучание с богатым верхним и средним басом. Лучше всего звучала спокойная медленная музыка, вокал, аудиофильский джаз, камерная классика малых составов. Вполне можно было получить удовольствие от ранних Beatles и Led Zeppelin. При этом попытки послушать современный рок и металл не увенчались успехом. Звучание гитар было очень густое, тягучее, округлое и не особенно агрессивное. Самый злющий металл подавался так, словно его записывали в начале семидесятых.

Переключение в ультралинейный режим производится одним нажатием кнопки и меняет картину полностью: рок, металл, танцевальная электроника сбрасывают налет винтажности и начинают звучать не менее энергично, чем на транзисторных усилителях, работающих в классе АВ. В характере остается некоторая теплота и приятная округлость басовых нот, но в весьма умеренных количествах. На медленной музыке и малых составах ультралинейный режим не столь красив и выразителен, как триодный, музыка подается более спокойно и ровно.

Выводы

Каждый режим работы лампы в усилителе имеет свои плюсы и минусы, которые дают хорошо различимые на слух отличия в звучании. Учитывая, что ламповая техника — это всегда техника с характером, выбор усилителя, работающего в том или ином режиме (или переключение режимов на самом усилителе), является инструментом пользователя, позволяющим подобрать усилитель согласно индивидуальным предпочтениям.

Статья подготовлена при поддержке компании «Аудиомания», тестирование усилителей проходило в залах прослушивания салона.

Другие полезные материалы в разделе «Мир Hi-Fi» на сайте «Аудиомании» и Youtube-канале компании:

Как подобрать ламповый усилитель?

Как подобрать ламповый усилитель?

Наверняка вы много раз слышали о ламповых усилителях и думали, почему меломаны предпочитают слушать любимые произведения, используя именно их. В чем же их секрет, преимущества и недостатки? Как выбрать ламповый усилитель – обо всем этом и многом другом и будет наш рассказ.

Что такое ламповый усилитель?

Ламповый усилитель – это устройство, созданное для увеличения мощности переменных электрических сигналов при помощи электровакуумных или радиоламп.

Усилители делятся на две большие группы – они могут быть однотактными и двухтактными.

Однотактные – работают с помощью одного канала усиления: А1 (редко, но бывают модели, в которых действует канал А2). Схема устройства подобных усилителей очень проста, поскольку в них используется только два усиливающих компонента, то есть 2 каскада. Эти усилители способны выдавать очень чистый и прозрачный звук.

А вот двухтактные усилители работают в следующих классах усиления – это А1, А2, АВ1, АВ2, В1 и В2. Если вы ещё только начинаете свое знакомство с ламповым оборудованием, то лучше выбирайте модель, где будет возможно применить выходной каскад в режимах А1 и АВ1. Но, несмотря на это весомое и отличительное преимущество двухтактные ламповых усилителей, у них есть и небольшой минус – схема их конструкции гораздо сложнее, поэтому самостоятельно его изготовить будет достаточно не просто. И, как правило, количество ваших усилий и финансовых вложений, необходимых для его создания, неоправданно велики. Так что, будет гораздо мудрее и проще обратиться в узкопрофильные магазины.

Преимущества ламповых усилителей

Прослушав хотя бы один раз любимую композицию с ламповым усилителем, невозможно остаться равнодушным, более того, вам захочется слышать это звучание ещё и ещё.

Есть несколько мифов, из-за которых многих любителей музыки мучают сомнения, и они с опаской продолжают относиться к ламповым усилителям. Давайте их разберем и расставим все точки над «i».

Читайте так же:
Лампочка выключатель розетка схема подключения 2 провода

Лампы – это не надежно. Это ничем не подтверждено. Ведь вы будете иметь дело не с телевизором 60-70-хх годов, а с качественной аппаратурой, где инженеры как следует позаботились о хороших соединениях. Все лампы проходят самый тщательный отбор и имеют «жизнь» на 10 000 – 15 000 часов, а при эксплуатации без фанатизма – они прослужат вам практически вечно.

У лампы маловато басов – это было давно, и, как говорится, не правда. А точнее, прошли те времена, когда производители хотели сэкономить на трансформаторах выхода звука. Сейчас фирмы-изготовители применяют высококачественное железо и технологии намотки, которые способны выдать диапазон частот от нескольких герц до сотен килогерц.

Лампы изменяют звук – согласимся отчасти, да, у лампы есть свой уникальный голос, и разработчику при производстве усилителя нужно иметь огромные знания и опыт. Для справки: Cary Audio Design (США) при составлении своего лампового усилителя из ста закупленных компонентов отбирает только пять, а остальные бракует, так как, по их мнению, эти компоненты не обеспечивают хороший звук. Уверяем, что в качественном усилителе очень сложно уловить какую-то особую окраску, ну а после 20 минутного прослушивания вы даже и не вспомните об этом факте.

Стоимость лампового усилителя как у подержанной машины. Тоже не совсем так, здесь всё зависит от производителя, чем тщательнее он подходит к созданию аппарата, тем соответственно и расценки будут выше. Но это не говорит о том, что недорогой ламповик будет звучать плохо.

Итак, к достоинствам лампового усилителя можно отнести:

  • отменное качество звука при довольно простой схеме;
  • высокая надёжность;
  • звук более «теплый» и менее жесткий, также отсутствуют некоторые виды искажений;
  • устойчивость к коротким замыканиям в нагрузке;
  • отличный внешний вид для создания имиджевых образцов аппаратуры.

Минусы лампового усилителя

Надо понимать, что ламповый усилитель не бывает в одно мгновение готовым к работе, так как ему необходим хоть и небольшой, предварительный прогрев ламп. Правда, лампы прямого накала сразу приступают к работе.

Высокое выходное сопротивление – не позволяет каждому ламповому усилителю «дружить» с произвольным типом акустической системы.

Меньшая линейность, чем у полупроводниковых. Поэтому если вы гонитесь за приборными показателями долей процента коэффициента нелинейных искажений, то, вам, конечно, следует выбирать транзисторные усилители. Усиление и КНИ в диапазонах от десяти до шестидесяти герц не производят должного впечатления из-за использования выходных трансформаторов. Они же не дают возможность усиливать без искажений сигналы с широкими спектральными характеристиками и с частотой следования импульсов или повторения более десяти кГц.

Массогабаритные характеристики – выходные ламповые каскады необходимо согласовывать с нагрузкой при помощи трансформаторов. В итоге – сложная конструкция и вес, который начинает колебаться от 3 и 20 кг за 1 Вт выходной мощности. Стоит отметить, что эта самая выходная мощность относится тоже к недостаткам – она слишком низкая! У большого количества Hi-Fi усилителей ее показатель не превышает 10 Вт, при этом КНИ начинает достигать величин до 10%.

Высокое тепловыделение по причине низкого коэффициента полезного действия. Во многих случаях ламповые усилители дают усиление в классе «А», и их реальный КПД составляет не более десяти процентов. При этом колба работающей радиолампы разогревается до температуры более 150 градусов. А иногда и выше, поэтому и здесь рекомендуется соблюдать повышенную осторожность.

Ламповый усилитель более подвергается ВЧ, УВЧ и даже СВЧ наводкам, чем полупроводниковый. Он прекрасно детектирует сигналы GSM, WiFi, WiMax, и прочие современные источники наведённых помех, а вот транзисторы для НЧ усиления в этих диапазонах уже не работают.

Подводя итоги…

В наше время просто огромное количество компаний занимается выпуском транзисторных и ламповых усилителей.

Транзисторы отличаются неоспоримым преимуществом – это надежные товарищи, повторяемы, и менее затратны на единицу выдаваемой колонкам мощности, что понятное дело, делает их более выгодными в производстве. Поэтому сейчас мы и можем видеть такое огромное количество транзисторных усилителей в магазинах и активную рекламу.

С ламповиками дело обстоит иначе и сложнее – начиная с вида, как известно, он довольно специфический, заканчивая тем, что они требуют более аккуратного обращения.

Ну и не маловажно, что до сих пор бытует предубеждение против товаров и продукции, изобретенной и выпущенной в прошлом веке. Но факт остается фактом — уже более 50 лет и по сей день самые мощные и знаменитые звукозаписывающие студии используют только ламповые тракты.

Выбираем лучший усилитель, на какие параметры стоит обратить своё внимание

Важнейшие характеристики в данном случае это:

  • мощность;
  • уровень гармонических искажений;
  • диапазон частот;
  • соотношение шума и сигнала;
  • уровень энергопотребления;
  • поддержка коммуникационных стандартов.

Оптимальным показателем для решения большинства задач лампового усилителя является показатель порядка 35 Вт, хотя некоторые меломаны только приветствуют увеличение, например, до 50 Вт. Но стоит отметить, что многие современные девайсы соответствующего типа прекрасно работают и при мощности около 12 Вт.

Лучший диапазон для этой характеристики колеблется от 20 до 20 000 Гц. На рынке, в принципе, почти все усилители имеют этот критерий, сложно найти оборудование в сегменте Hi-End, которое бы не дотягивало до указанных параметров, но все-таки, покупая ламповый усилитель, особенно от малоизвестного бренда, проверьте, в каком диапазоне он поддерживает частоту.

Гармонические искажения

Определить оптимальный ламповый усилитель в определенном сегменте, прежде всего, можно, исходя из такой величины как показатель гармонических искажений. Лучше, если он не будет превышать 0,6%, а вообще, чем меньше эта величина, тем качественнее звук.

Стоит отметить, что этот показатель – не самый значимый с точки зрения обеспечения идеального качества звука. Однако данный параметр измеряет реакцию АС на входной сигнал. Достаточно тяжело на практике обеспечить стимулирование реакции акустики при измерении таким образом, как это осуществляется при проигрывании реальных сигналов. Но современные производители стараются все-таки обеспечить наименьший показатель гармонических искажений, например, престижные модели способны выдавать его на уровне, не превышающем 0,1%. Безусловно, при этом их стоимость становится несопоставимо выше конкурирующих моделей, с более высокими показателями гармонических искажений, но для меломана, как известно, вопрос цены может стать второстепенным.

Отношение сигнала к шуму

У современных моделей ламповых усилителей соотношение сигнала к шуму чаще всего придерживается показателя 90 дБ и более. Считается, что чем выше данный показатель – тем лучше, желательно, чтобы он был не менее 70. Некоторые бренды производят решения, где отношение сигнала к шуму – более 100 дБ, но и цена тогда, как и в случае с гармоническими искажениями, может быть гораздо внушительнее.

Читайте так же:
Выключатель с индикатором для светодиодной лампочки

Поддержка определенных коммуникационных стандартов и энергопотребление – значимые параметры, но второстепенные. На них имеет смысл обратить внимание при прочих равных по вышеперечисленным показателям.

Конечно, при выборе оптимального лампового усилителя играют роль и другие субъективные факторы. Как правило, это и дизайн, и уровень звучания, и качество сборки, и показатели эргономики, но это уже дело вкуса.

Коротко о главном, или небольшие советы

  • Выбирайте устройство с минимально допустимой нагрузкой 4 Ом. Тогда у вас практически не будет ограничений по показателям нагрузки акустической системы.
  • Выходная мощность должна соответствовать размеру комнаты. Например, на 15 кв. метров будет вполне достаточно мощности в 30-50 Вт, а для более просторного помещения потребуется большая мощность, около 80-100 Вт на один канал.

Надеемся, наша статья поможет вам, и вы сможете выбрать усилитель своей мечты!

Что дают радиолампы?

Если отвечать на вопрос прямо, то ничего хорошего. Радиолампы спроектированы для работы на относительно высоких напряжениях, обладают большим внутренним сопротивлением и довольно низким коэффициентом усиления. Гм, откуда же взялся этот ренессанс, почему современная теория усилителей так тяготеет к этому очевидному выкидышу прошлого, радиолампам? Для начала, попробуем разобраться, чем отличаются радиолампы и транзисторы. Микросхемы состоят из тех же транзисторов, поэтому сравнение радиоламп с ними довольно беспредметно.

К сожалению, у меня отсутствуют PSPICE модели советских радиоламп. Точнее, действует принцип «Неуловимого Джо», они не нужны. Но если захотите использовать, можно воспользоваться библиотеками, любезно представленными сайтом next-tube. Однако надо бы как-нибудь прокомментировать рассуждения. По свойствам, ближайшим аналогом радиоламп в триодном исполнении являются полевые транзисторы со встроенным каналом, JFET. Давайте возьмем BF245A, благо он есть в библиотеке PSPICE.

Вначале посмотрим зависимость тока стока от напряжения на затворе. Схема включения обычная:

310x175 4 KB

На затвор подается управляющее напряжение от +0.5 до -1.5 вольта. Устанавливать большее положительное напряжение нельзя, откроется встроенный паразитный диод (который, естественно, отсутствует в радиолампах). Устанавливать же меньше -1.5 вольта смысла нет, транзистор закрывается полностью.

427x337 5 KB

Если сильно утрировать, то можно сказать, что изменение управляющего напряжения приводит к линейному изменению тока стока. Давайте попробуем собрать усилительный каскад.

321x215 5 KB

При этом на стоке будет следующая картинка:

реклама

425x335 5 KB

Во-первых, у выходного напряжения размах 3.2 вольта, что говорит о коэффициенте усиления 32 (управляющее напряжение 0.1 вольта). Во-вторых, особо сильных искажений не заметно, скорее их просто не видно. Посмотрим спектр:

423x336 4 KB

Отчетливо видна вторая гармоника, что говорит об асимметрии, и присутствие небольшой третьей гармоники.

Сравним с транзистором. Для примера возьмем нечто обычное, например 2N3904 (npn, 60 вольт, hFE=80). Анализировать зависимость тока коллектора от напряжения на базе как-то глупо, налицо будет явный релейный эффект. Впрочем:

427x336 5 KB

Обратите внимание, шкала тока логарифмическая!

Теперь подадим синусоидальный сигнал на вход и посмотрим, что станет на выходе. У транзистора большее усиление, чем было в схеме на JFET, поэтому я несколько уменьшу величину управляющего напряжения для сохранения прежнего выходного сигнала.

407x362 14 KB

На схеме отражены три варианта подачи сигнала:

  • Зеленый – источник напряжения с очень низким внутренним сопротивлением.
  • Синий – через резистор с сопротивлением, равным входному сопротивлению транзистора (при этом токе эмиттера).
  • Черный – входной сигнал является токовым, то есть с бесконечным внутренним сопротивлением.
  • Красный – образцовый сигнал, без искажений.

Входное сопротивление R3 для второй схемы подбиралось такой величины, чтобы на нём падало такое же переменное напряжение, что и на базе транзистора. Таким образом, номинал резистора R3 равен входному сопротивлению усилительного каскада. Теперь взглянем на форму сигнала:

428x336 6 KB

Для начала, вычислим коэффициент усиления транзистора в этом включении. Девиация выходного напряжения составила 7.822 вольта при управляющем 8 мВ, или 7.822/0.008 = 977. Интересно. Обратите внимание, даже для столь низкой частоты (всего лишь 1 кГц) существует задержка распространения сигнала вход-выход. Особенно этот неприятный момент заметен для случая источника сигнала с очень большим внутренним сопротивлением (черный график).

Перейдем к анализу спектра:

426x335 6 KB

реклама

Интересно, даже очень! Увеличение внутреннего сопротивления источника сигнала уменьшает уровень второй гармоники, на третьей сказывается меньше, но что творится с гармониками большего номера – их уровень возрастает! И, что особо неприятно, величина гармоник уже мало зависит от их номера, спектр искажений огромен. Но хотя в PSPICE и используются довольно точные модели, не стоит идеализировать результаты симуляции.

Предварительный вывод – радиолампы, по сравнению с транзисторами, обладают:
1. Низким коэффициентом усиления.
2. Очень большим входным сопротивлением.
3. Существенным внутренним сопротивлением.
4. Отсутствует напряжение смещения управляющего вывода.
5. Невозможна структура с противоположной проводимостью.

Про существенные размеры, старение эмиссии, необходимость накала и времени на выход в рабочий режим пока забудем – это явные недостатки, но не столь критичные.

При беглом взгляде на список создается впечатление, что лишь две позиции из пяти говорят в пользу радиоламп. Большое входное сопротивление – это бесспорный плюс, как и отсутствие смещения, но и остальные свойства — скорее их достоинство, чем недостаток. Впрочем, пройдемся по всем пунктам.

Радиолампы спроектированы для работы на повышенных напряжениях, поэтому большинство свойств не являются столь плохими. Увы, современное применение радиоэлектронных устройств подразумевает нагрузку с низким сопротивлением (наушники, динамики) при широкой полосе частот, что крайне затрудняет процесс проектирования. Но трудности проектирования — проблемы разработчика и слушателя вообще не должны заботить. Главное – качество.

реклама

Извините, увлекся. Однако же, пройдемся по пунктам.

Низкий коэффициент усиления – крутизна сетки (в модели JFET «затвора») довольно низка и только за счет повышенного нагрузочного выходного сопротивления можно добиться хорошего (или сносного) коэффициента усиления.

Очень большое входное сопротивление – бесспорное достоинство, в комментариях не нуждается. Одно «но» – динамическая емкость в триодном включении портит жизнь и полное входное сопротивление на высших частотах звукового диапазона становится уже далеко не бесконечным.

Существенное внутреннее сопротивление – увы, особенности технологии. На каждую радиолампу декларируется номинальное рабочее напряжение, обычно в диапазоне 100 – 250 вольт, и сохранить ее нормальное функционирование на значительно меньших напряжениях не получится именно из-за внутреннего сопротивления.

Отсутствует напряжение смещения управляющего вывода – второй бесспорный плюс. Посмотрите передаточную характеристику «вход-выход» усилительного каскада на JFET и обычного транзистора. Для первого смещение не обязательно, а вот транзистору просто необходим сдвиг уровня примерно на 0.6 вольта. Сравните, амплитуду сигнала 8 мВ со смещением 672 мВ, цифры даже не одного порядка! Поправка, даже не двух порядков. Особо усложняет жизнь то, что напряжение смещения зависит от температуры, примерно -2 мВ/градус. Для полезного сигнала 8 мВ это будет сопоставимо с изменением температуры транзистора на 8/2 = 4 градуса. Неприемлемо.

Читайте так же:
Лампы автомобильные для выключателей
реклама

Невозможна структура с противоположной проводимостью – проблема вакуумных элементов. Есть анод и есть катод, последний требует нагрева. Сделать противоположную структуру нельзя. Увы. Впрочем, у их близких «сородичей» JFET существуют оба варианта, с каналом n и p.

Во второй части статьи я собираюсь доказать, что недостатки радиоламп являются их достоинствами. Именно из-за них, устройств с явно посредственными свойствами, внимание не уменьшается. Конечно, радиолампы давно уже перешли в разряд «антуквариатов» (по весьма удачному выражению одного из участников старинного советского сериала «Следствие вели ЗнаТоКи»), что создает ареол элитарности. Но, если отбросить наносное — если бы у решений на радиолампах отсутствовали объективные преимущества, авантюрный интерес давно бы угас. В чем причина? Попробуем разобраться.

Обзор популярных радиоламп для аудио. Разбираемся с применением, маркировкой и аналогами ламп

Обзор популярных радиоламп для аудио. Разбираемся с применением, маркировкой и аналогами ламп

На фотке стимпанковые гоглы от мастера Xyrgo

Когда-то я думал, что лампы просты и делаются одинаково: если технология одинакова, то зачем делать лампы хуже, чем возможно? Но как оказалось, хоть и прошло много времени, а лампы выпускаются разные, и местами «недостаточно хорошие».
Несколько раз натыкался на одно и то же — при всем возможном выборе обязательно попадётся не та лампа и всё пойдёт наперекосяк. Чтобы уберечься от некоторых типичных неприятностей, можно просто почитать мою новую статью на Датагоре.

Вопросом подбора ламп приходится заниматься любому музыканту, серьёзно относящемуся к музыке. Ведь ламповый аппарат требует планового обслуживания, своевременной замены ламп.
В этом, на первый взгляд, простом действии скрыто много подводных камней. Неправильный выбор либо не даст желаемого эффекта, либо убьёт недешёвые лампы. В инструкциях к аппаратуре частенько не указывается, какие лампы должны стоять и каким требованиям отвечать.

Далее я попробую объяснить, что же нужно делать, какую лампу выбрать и как подобрать аналог.

Содержание / Contents

Многообразие ламп действительно огромное, каждый тип ламп со своей символикой, грейдами и индексами, и, не смотря на то, что определённые индексы предполагают строго определённую функцию лампы, каждый производитель понимает это по-своему.

Для начала давайте разберёмся с обозначением ламп и с тем, как и что называется.

Название радиоламп состоит из нескольких частей. В зависимости от страны производства, количество и смысловая нагрузка этих частей разная. Не вникая в подробности, будем делить их на 3 части: американская, советская и европейская. Да, у советского союза метод маркировки совпадает частично с американцами, частично с Европой. Связано это с тщательным копированием иностранной потребительской техники, дабы не затрачивать силу на разработку своей. Свои же силы тратились на военную технику.

Рассмотрим советскую маркировку:

Маркировка делится на 5 частей.
1 часть — число, указывает напряжение накала. В данном случае- 6.3 вольта (число 6).
2 часть — буква, указывает тип лампы, в данном случае двойной триод (буква Н).
3 часть — число, указывает модель конкретного типа лампы (число 2).
4 часть — буква или её отсутствие, указывает на вариант исполнения, в данном случае — стеклянный баллон пальчикового типа (буква П).
5 часть — грэйд, указывает на различные изменения в лучшую сторону от оригинальной модели, в данном случае — повышенная долговечность (буква Е) и повышенная механическая прочность (буква В)

Теперь рассмотрим европейскую маркировку:

Маркировка здесь из 3 частей.
1 часть — буква, указывает напряжение или ток накала, в данном случае напряжение 6.3 вольта (буква E).
2 часть — буква или несколько букв, указывает на тип лампы, в данном случае сдвоенный триод (две буквы C).
3 часть — число, обозначает модель данного типа (число 83). Кстати, именно последняя часть может таить в себе сюрприз, так именно 83 модель (и некоторые другие) могут работать и с напряжением накала в 12.6 Вольт , и с напряжением в 6.3 вольта, в зависимости от схемы включения. Весьма деликатный вопрос.

И наконец, рассмотрим американскую маркировку:

Маркировка из 4 частей, отдельные маркировки весьма непонятные по причине нестабильности 4 части, но об этом по порядку.
1 часть — число, указывает на напряжение накала, в данном случае- 12.6 Вольт (число 12).
2 часть — буквы, указывают на тип лампы, в данном случае — вариант двойного триода с высоким усилением (буквы AX).
3 часть — число, обозначает модель данного типа лампы (число 7).
4 часть — чертовщина, это и грэйд, и производитель. Понимается 4 часть интуитивно.

Начнём с ламп предварительных каскадов.

↑ Лампы для преампов

За всю историю ламповой техники в роли ламп преампа побывало многое, столь многое, что сейчас уже всё и не упомнить. В то же время, в музыкальной технике последних 20-30 лет их ассортимент довольно узок и специфичен, потому именно на них мы и заострим внимание. Сегодняшние наши гости: ECC83 или она же 12AX7, ECC81 или она же 12AT7, 12AU7, 12AY7, ECC88, а так же отечественные аналоги 6Н1П, 6Н2П и 6Н23П. Начнём с лёгонького, оставим мозголомку на сладкое.

↑ 12AT7 / ECC81

↑ 12AU7

↑ ECC88

↑ 12AX7

Наверное, нет другой такой лампы, которая при одном названии была бы столь разнообразна. Эти лампы выпускаются большим количеством заводов и по сей день, причём выпускаются по-разному, со своими замашками и параметрами. Именно эти лампы используются почти во всех гитарных и бас — гитарных ламповых усилителях, и именно с ними больше всего проблем при выборе.

Самая большая проблема при их выборе — неспособность большинства этих ламп работать в так называемом «катодном повторителе» или «cathode follower» — особом месте усилителя, где нагрузка прикладывается не на анод (как во всех других местах), а на катод. Проблема тут в том, что между катодом и спиралью накала появляется большая разность потенциалов, которая может убить (и очень часто убивает) лампу. Это может происходить очень быстро (в течение минуты работы) или довольно медленно (1-2 недели). Так или иначе, лампы не отживают и близко положенный срок.

Катодные повторители встречаются в многоламповых усилителях, чаще всего на последней лампе преампа, перед фазоинвертором. Если есть ламповая петля эффектов (как, к примеру, в Masa/Boogie или Soldano SLO), то можно быть почти уверенным, что там 2 лампы в катодном повторителе. Встречаются они и в ламповых преампах.

Читайте так же:
Включение трех лампочек одним выключателем схема

у советской лампы больше всего гейна. Плюс к этому, она дешевле. Есть повод задуматься?

↑ Выходные лампы

  1. Не используйте изношенные лампы. Можно использовать немного б/у, но без явных признаков длительной эксплуатации (чёрный или серый налёт на баллоне, замутнённость стекла баллона и т.п.)
  2. Если в усилителе используется более одной лампы (2, 4 или 6), то приобретайте лампы, подобранные друг к другу по параметрам и в соответствующем количестве! Если брать лампы в разнобой, то могут возникнуть проблемы от сильного шума и фона до повреждения усилителя!
  3. Аккуратно обращайтесь с новыми лампами. Большинство ламп преампа маленькие, жёсткость их корпуса достаточно велика чтобы пережить даже падения. А вот с выходными лампами все наоборот — они большие и хрупкие.

Рассмотрим наиболее распространённые лампы, а именно EL84 и их аналог 6П14П, 6V6 и аналог 6П6С, 6L6 и аналог 6П3С, а оно же 5881 и KT66, и, наконец, EL34 и её вариант 6550.

Эти довольно распространённые лампы незаслуженно часто игнорируются музыкантами, как «недоросшие». Очень часто им приписываются различные низкокачественные свойства, вроде рыхлого звука, недостаточной массивности и детальности.
Надо думать, что это происходит из-за их небольшого размера — стандартный пальчиковый корпус не так внушает, как огромный баллон октальной лампы. Однако, несмотря на все нападки, это лампа с весьма характерным звуком, великолепно звучащая на клине или кранче.
Да, мощные искажения она передаёт с трудом, так же как и, перегружаясь, сама даёт очень странный звук. Но списывать в утиль её не следует, ибо в своём классе вряд ли можно найти что-то лучшее, что и доказывают старые усилители Laney.

При выборе этих ламп надо учесть следующее: этих ламп существует 2 основных типа вне зависимости от производителя: простая EL84 и лампа с грейдом M (military)- EL84M. Последняя лампа отличается тем, что может работать при гораздо более высоких напряжениях, позволяя получить с четвёрки этих ламп до 50 ватт (против 30 у EL84) и имеет более жёсткое, агрессивное звучание. Такой подход применяется, например, в упомянутых усилителях Laney. Разумеется, ставить вместо EL84M простую EL84 нельзя — лампа банально не выдержит нагрузки, что может привести к повреждению усилителя. А вот наоборот — можно!

У лампы EL84 (без грейда М!) есть советский аналог, 6П14П:

Вообще считается, что им является лампа 6П14П, но внимательно изучив характеристики можно заметить, что у некоторых существенные различия. Более близким аналогом является та же лампа, но с грейдом ЕВ: 6П14П-ЕВ. Лампы настолько аналогичны, что после замены одних на другие требуется только подстройка смещения, звучат они ну очень похоже.
Перед покупкой этих ламп стоит уточнить, какое напряжение действует в усилителе. Бывает и так, что в очень старых усилителях на высоких напряжениях трудились и обычные EL84, и новые, например JJ EL84 просто не выдерживают, о чем есть множество тем на форумах. Если возможности узнать напряжение нет, то лучше раскошелиться на более дорогую военную EL84M.

Не смотря на свой размер и мощность, сопоставимую с EL84, эта лампа, на удивление, оценивается, как «взрослая». На удивление потому, что эта лампа начала свою карьеру в усилителе для начинающих «Fender Tweed Champ». Хотя, можно и понять такое отношение, ведь эта лампа ведёт себя как большие собратья, с лёгкостью передавая все, что на неё подадут, будь то чистый звук или тяжёлый перегруз. Сама лампа так же перегружается хорошо, давая взрослый перегруз.

Думаю, не многие видели оригинальную 6V6, выполненную в металлическом баллоне. Вариант, применяемый в усилителях, имеет прямой стеклянный баллон и грейд GT — 6V6GT. Именно они используются в усилителях как по одной, так и по 2 штуки.

Советской промышленностью выпускался полный аналог этих ламп 6V6GT под маркировкой 6П6С.

Советские лампы в нормальных условиях абсолютно равноценны, имеют сходное звучание и аналогичные характеристики.

При подборе данных ламп для усилителя стоит учесть одну особенность — лампы ранних годов выпуска делались с большим запасом по рабочему напряжению, что нещадно эксплуатировалось в усилителях Fender. Современные версии 6V6GT, как и 6П6С не способны выдержать такого напряжения, потому очень быстро помирают. Перед выбором стоит уточнить у производителя или у мастера, насколько высокое напряжение в усилителе. Если выше, чем возможности лампы, то стоит сделать выбор в пользу более дорогих, но и более устойчивых 6V6EH

Будучи старшим братом 6V6, эта лампа имеет долгую историю, за время которой нашла своё место в различных областях аудио — от домашних систем до профессиональных усилителей.
Как и младший брат, лампа изначально выпускалась в металлических баллонах, но со временем преобразовалась в стеклянный, обретя маркировку 6L6GT. По сей день вариант со стеклянным баллоном используется в гитарных и Hi-End усилителях. Эту лампу многие копировали и дорабатывали, пока не выпустили более мощный вариант, названный EL34, не многим похожий на оригинал. Но были и копии 1 в 1:

Советский вариант, с маркировкой 6П3С:

Современный вариант с маркировкой 5881 (есть мнение, что это просто военная маркировка):

Современный вариант KT66:

Умощнённый вариант 6L6GC:

Обзор популярных радиоламп для аудио. Разбираемся с применением, маркировкой и аналогами ламп

Стоит заметить тот факт, что оригинальная 6L6GT и советская 6П3С настолько похожи, что часто последнюю продают вместо оригинальной не только в России, но и на западе. Отличить их друг от друга довольно тяжело, а слабозаметную разницу в звучании можно списать на различия в производстве на разных заводах.

При выборе этих ламп для усилителя надо руководствоваться мощностью усилителя. Так рекомендуемый режим работы для оригинальной 6L6GT и её клонов позволяет получить не более 45-47 ватт. Если усилитель предполагается быть более мощным (о чем могут быть упоминания в руководстве или на панелях самого усилителя), то следует использовать более мощный и, соответственно, дорогой вариант 6L6GC. Невыполнение данного условия может привести к слишком быстрому износу ламп.

На этот раз это всё, что я хотел рассказать о лампах. Замечания об ошибках и полезные дополнения принимаются в комментариях.
Надеюсь, что моя статья поможет вашим лампам работать хорошо и долго.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector