Csöves erősítők: jellemzők és működési elv

Sokan hallottunk már a "csöves hangzásról" és elgondolkodtunk azon, hogy manapság a világ minden tájáról érkező zenekedvelők miért hallgatnak inkább velük zenét.

Milyen jellemzői vannak ezeknek az eszközöknek, milyen előnyeik és hátrányaik vannak?

Ma arról fogunk beszélni, hogyan válasszuk ki a megfelelő minőségű csöves erősítőt.

Vákuumcsöves erősítőt használnak a változó elektromos jelek teljesítményjellemzőinek rádiócsövek segítségével történő növelésére.

A rádiócsöveknek, mint sok más elektronikus elemnek, igen gazdag története van. A létrehozásuktól napjainkig eltelt évek során a technológia jelentős fejlődésen ment keresztül. Az egész a 20. század legelején kezdődött, és az úgynevezett "csőkorszak" hanyatlása a 60-as évekre esett, ekkor látott napvilágot a legújabb fejlesztés, és hamarosan a modernebb és olcsóbb tranzisztorok kezdtek hódítani. a rádiópiac mindenhol.

A legelső csőtípus, amelyet kifejezetten erősítőkhöz terveztek, a triódák voltak. A nevükben szereplő három okkal jelent meg – ennyi aktív kimenettel rendelkeznek. Az elemek működési elve nagyon egyszerű: a rádiócső katódja és anódja közé sorba kapcsolnak egy elektromos áramforrást, és elkészítik a transzformátor kezdeti tekercsét, és az akusztika már a szekunderhez lesz kötve. egyet utána. A hanghullám a rádiócső rácsára kerül, abban a pillanatban, amikor a feszültséget az ellenállásokra helyezik, elektronáram halad át az anód és a katód között. A köztük elhelyezett rács ezt az adatfolyamot adja ki, és ennek megfelelően megváltoztatja a bemeneti jel irányát, szintjét és teljesítményét.

A triódák különféle területeken történő üzemeltetése során felmerült az igény műszaki és működési jellemzőik javítására. Ezek egyike különösen az áteresztőképesség volt, amelynek paraméterei jelentősen korlátozták a rádiócsövek lehetséges működési frekvenciáját. A probléma megoldása érdekében a mérnökök tetódákat hoztak létre - olyan rádiócsöveket, amelyek szerkezetében négy elektróda volt, mivel a negyedik az anód és a fő vezérlőrács közé behelyezett árnyékoló rácsot használt.

Ez teljesen elégedett volt az akkori fejlesztőkkel, fő céljuk egy olyan eszköz létrehozása volt, amely lehetővé teszi a vevők rövidhullámú frekvenciatartományban történő működését. A tudósok azonban tovább dolgoztak a berendezésen, pontosan ugyanazt a megközelítést alkalmazták - vagyis egy újabb, ötödik hálót adtak a rádiócső munkaszerkezetéhez, és az anód és az árnyékoló háló közé helyezték. Erre azért volt szükség, hogy kioltsák az elektronok ellenirányú mozgását az anódtól a rács felé. Ennek a kiegészítő elemnek köszönhetően a folyamat felfüggesztésre került, így a lámpa kimeneti paraméterei lineárisabbak lettek, a teljesítmény pedig nőtt. Így keletkeztek a pentódok. A jövőben használták őket.

Mielőtt a csöves erősítők előnyeiről és hátrányairól beszélnénk, érdemes részletesebben foglalkozni a zenekedvelők körében létező mítoszokkal és tévhitekkel.Nem titok, hogy a jó minőségű zene szerelmeseinek sok kétségei vannak, és nagyon bizalmatlanok az ilyen eszközökkel szemben.

A csöves erősítők törékenyek.

Valójában egy ilyen kijelentést semmilyen módon nem erősítettek meg. Végül is nem a múlt század 60-as éveinek magnóját fogja használni, hanem kiváló minőségű modern berendezéseket, amelyek elkészítésekor a mérnökök különös figyelmet fordítanak a szerkezeti egységek megbízhatóságára. Az erősítők létrehozásához használt összes elem átmegy a legszigorúbb kiválasztáson, és 10-15 ezer órás aktív működésre tervezték, és ha fanatizmus nélkül használja őket, akkor az ilyen berendezések szinte örökké tartanak.

A csőben túl kevés a basszus.

Ahogy mondják, régen volt és nem igaz. Azok az idők, amikor a gyártók spóroltak a transzformátorokon, már régen elmúltak, a modern gyártók csak kiváló minőségű vasat és high-tech megközelítéseket alkalmaznak termékeik összeállításához.

A lámpák megváltoztathatják a hangot.

Itt sok mindenben egyetértünk. Igen, a rádiócsöveknek megvan a saját hangszínük, így a fejlesztőnek, amikor elkészíti őket, nagy tapasztalattal kell rendelkeznie az ilyen kialakításokban és ismernie kell a működési elveiket. Biztosítjuk Önt, hogy egy minőségi ellenállásban meglehetősen nehéz lesz rögzíteni egy vagy másik hangszínt.

A csöves vevő ára egy autóéhoz hasonlítható.

Ez nem teljesen igaz, mivel sok függ a gyártótól: minél körültekintőbben és alaposabban készíti el az erősítőjét, annál magasabb lesz a termék költsége.

A csöves erősítőknek számos előnye van, néhány tény az ilyen berendezések mellett szól.

• A tervezés viszonylagos egyszerűsége... Ezeknek az eszközöknek a működési elve sokkal egyszerűbb, mint az inverteres típusoké, a javítás lehetősége és költsége ebben az esetben sokkal jövedelmezőbb.
• Egyedülálló hangvisszaadásszámos hangeffektusnak köszönhetően, beleértve a nagy dinamikatartományt, a megnövelt sima átmeneteket és a kellemes túlhajtást.
• Rövidzárlati ellenállás hőmérséklet-ingadozások hatására.
• Nincs sziszegés félvezető erősítőkre jellemző.
• Stílusos dizájn, ennek köszönhetően bármely erősítő harmonikusan illeszkedik a legkülönfélébb belső terekbe.

Nem mondható azonban, hogy a csöves erősítő bizonyos előnyök középpontjában állna. A lámpáknak is vannak hátrányai:

• lenyűgöző méretek és szilárd súly, mivel a lámpák sokkal nagyobbak, mint a tranzisztorok;
• magas zajszint a berendezés működése során;
• a hangvisszaadás optimális üzemmódjának eléréséhez a lámpának időre van szüksége az előmelegítéshez;
• megnövekedett kimeneti impedancia, ez a tényező bizonyos mértékig korlátozza azon akusztikus rendszerek alkalmazási körét, amelyekkel a csöves erősítők kombinálhatók;
• a félvezető erősítőkhöz képest kisebb a linearitás;
• fokozott hőtermelés;
• nagy energiafogyasztás;
• A hatásfok nem haladja meg a 10%-ot.

Mindazonáltal az ilyen berendezések használatával elért egyedi hangszínezés nagymértékben kompenzálja a fenti hátrányokat.

Térjünk vissza a csöves erősítők történetéhez. A fenti típusú szerkezetek mindegyike valamilyen formában alkalmazta a modern audioberendezésekben. Az audiomérnökök évek óta keresték a felhasználási módokat, és nagyon gyorsan arra jutottak, hogy a pentóda árnyékoló rácsának az erősítő működési áramkörébe való beépítése pontosan az a műszer, amely radikálisan megváltoztathatja működésének jellegét. .

Ha a rácsot a katódhoz csatlakoztatjuk, tipikus pentód-rendszert kapunk, de ha átkapcsolod az anódra, akkor ez a pentóda triódaként fog működni... Ennek a megközelítésnek köszönhetően lehetővé vált kétféle erősítő kombinálása egy kialakításban az üzemmód opciók megváltoztatásának lehetőségével.

A múlt század közepén az amerikai mérnökök javaslatot tettek ennek a hálózatnak egy alapvetően új módon történő csatlakoztatására, a kimeneti transzformátor tekercsének közbenső leágazásaihoz.

Tehát a rádiócsövek módozataival valójában ugyanaz történt, mint korábban az erősítők osztályaival, amikor az A és B kategóriák összekapcsolása lendületül szolgált az AB típusú kombinált osztály létrehozásához, amely egyesítette az erősítők osztályait. mindkét előző legjobb oldala.

Az eszköz működési sémájától függően megkülönböztetik az egyvégű és a push-pull csöves erősítőket.

Az egyvégű kivitelek hangminőség szempontjából fejlettebbek. Az egyszerű áramkör, a minimális számú erősítő elem, azaz csövek és a rövid jelút biztosítja a legjobb hangminőséget.

A hátránya azonban a csökkentett teljesítmény, amely a 15 kW-os tartományba esik. Emiatt meglehetősen szigorúak az akusztikai választási korlátok, az erősítőket csak rendkívül érzékeny berendezésekkel kombinálják, amelyek a kürt típusú hangsugárzórendszerekben, valamint számos klasszikus modellben, például Tannoy, Audio Note, Klipsch esetében is elérhetőek.

Az egyvégű push-pull erősítőkhöz képest kicsit durvább hangzású. A teljesítményük azonban sokkal nagyobb, ami lehetővé teszi számos modern hangszórórendszerrel való együttműködést.

Alapvetően a felhasználók előnyben részesítik a japán és orosz csöves erősítőket. A legnépszerűbb modellek így néznek ki.

Audio Note Ongaku a következő jellemzőkkel rendelkezik:

• beépített sztereó cső mechanizmus;
• csatornánkénti teljesítmény - 18 W;
• A osztály.

A felhasználói vélemények szerint ez a japán ellenállás a mai piacon az egyik legjobbnak számít... A hiányosságok közül csak a magas költséget jegyezzük meg, az erősítő ára 500 ezer rubeltől kezdődik.

A Magnat MA 600 a következő előnyökkel rendelkezik:

• beépített sztereó cső mechanizmus;
• csatornánkénti teljesítmény - 70 W;
• fonoszínpad jelenléte;
• jel-zaj arány 98 dB-en belül;
• vezérlés a távirányítóról.

A McIntosh MC275 a következő opciókat tartalmazza:

• cső ellenállás;
• csatornánkénti teljesítmény - 75 W;
• jel / zajszint - 100 dB;
• harmonikus torzítási arány - 0,5%.

Ma már számos csöves készüléket, transzformátor nélküli és hibrid modellt kínál az ipar, akciósan megtalálhatók három- és kétutas, kisfeszültségű, alacsony frekvenciájú, otthoni és professzionális használatra szánt modellek.

Annak érdekében, hogy megtalálja az optimális csöves erősítőt hangszóróihoz, bizonyos tényezőkre figyelnie kell.

A csőellenállással kapcsolatos problémák megoldására megfelelő teljesítményparaméter a 35 W-os szint, bár sok zenekedvelő csak örömmel fogadja a paraméter 50 W-ra történő emelését.

Az optimális tartomány 20 és 20 000 Hz között van, mivel ez az emberi hallásra jellemző. Ma már szinte minden piacon kapható csöves készülék pontosan ilyen paraméterekkel rendelkezik, a Hi-End szektorban nem könnyű olyan berendezést találni, ami nem érné el ezeket az értékeket, ennek ellenére csöves erősítő vásárlásakor mindenképpen nézzük meg, hogy melyik frekvenciatartományban hangozhat....

A harmonikus torzítási paraméterek alapvető fontosságúak az eszköz kiválasztásakor. Kívánatos hogy a paraméter értéke ne haladja meg a 0,6%-ot, és általánosságban elmondható, hogy minél alacsonyabb ez az érték, annál jobb minőségű hangot fog kapni a kimeneten.

Természetesen az ilyen kiváló minőségű termékek ára összehasonlíthatatlanul magasabb lesz a versenytársak modelljeihez képest, de sok zenerajongó számára a költség gyakran másodlagos kérdés.

A legtöbb vevőegység jel-zaj arányt tart fenn 90 dB-en belül, úgy tekintik minél nagyobb ez a paraméter, annál jobban működik a rendszer... Egyes gyártók még olyan arányokat is megadnak, ahol a jelet a zajra 100 arányban utalják.

Ez fontos mutató, de mégis másodlagos, csak akkor lehet rá figyelni, ha ha a fenti mutatók mindegyikére vannak más azonos paraméterek.

És természetesen a lámpaberendezések vásárlásakor néhány szubjektív tényező fontos szerepet játszik, például a tervezés, az összeszerelés minősége, valamint az ergonómia és a hangvisszaadás szintje. Ebben az esetben a vásárlók személyes preferenciáik alapján választanak.

A kimeneti teljesítmény paramétereinek kiválasztásakor feltétlenül vegye figyelembe a helyiség méreteit. Például egy 15 négyzetméteres szobában. m lesz több, mint elegendő 30-50 watt teljesítményjellemzők, de tágasabb csarnokok, különösen, ha erősítőt kíván használni egy pár hangszóróval, olyan technikára van szüksége, amelyben a teljesítmény 80 watt.

A csőerősítő konfigurálásához be kell szereznie egy speciális mérőt - egy multimétert, és ha professzionális berendezést állít be, akkor emellett vásárolnia kell egy oszcilloszkópot, valamint egy hangfrekvencia-generátort.

A berendezés beállítását a kettős trióda katódjainál a feszültség paraméterek beállításával kell kezdeni, 1,3-1,5 V között kell beállítani. A nyaláb tetróda kimeneti szakaszában az áramnak a folyosón 60 és 65 mA között kell lennie.

Az ábrán felsorolt ​​összes többi ellenállás bármilyen típusú, de jobb, ha előnyben részesítjük a C2-14 modelleket.

Csakúgy, mint az előerősítőben, a C3 elválasztó kondenzátort tekintik alapkomponensnek, ha nincs kéznél, akkor veheti a K73-16 vagy K40U-9 szovjet filmkondenzátorokat, bár ezek valamivel rosszabbak, mint az importáltak. A teljes áramkör helyes működéséhez az adatokat minimális szivárgási árammal kell kiválasztani.

Hogyan készítsünk csöves erősítőt saját kezűleg, lásd alább.