Amplificatoare cu tub audio, realizate de Stoyan Tsonev - Bulgaria

Joi, 20 noiembrie 2014.

Amplificator tub - catifea neagră

stoyan

De ce amplificator cu tub

Amplificatoare de lampă/tranzistor

De fapt, subiectul este mai larg și nu este vorba doar de amplificatoare. Pentru a realiza diferența esențială dintre sunetul lămpilor și tranzistoarelor, nu este suficient să porniți doar din punctul de vedere al dispozitivului amplificator. Înțelegerea diferențelor de sunet nu poate fi justificată în mod adecvat fără a înțelege ceea ce vorbitorul are în comun. Dacă punem un rezistor neinductiv pentru sarcină, atât tubul cât și amplificatorul tranzistorului se vor comporta la fel. Diferențele apar atunci când avem un difuzor pentru încărcare.

Astfel, amplificatoarele cu tranzistoare au specificații tehnice mai mari decât amplificatoarele cu tuburi. Dar când, pentru prima dată, au fost introduse amplificatoare cu tranzistoare, s-a observat că sună plat și lipsit de viață în comparație cu amplificatoarele cu tub. De asemenea, un amplificator cu tranzistor trebuie să fie de două sau mai multe ori mai puternic pentru a suna la fel de tare ca un tub - de ce?

Probabil cea mai controversată și neînțeleasă funcție a amplificatoarelor cu tub și tranzistor este feedback-ul negativ (feedback negativ). Neînțelegerile apar atunci când funcțiile tehnice sunt legate între regulile morale. Un exemplu simplu este să credem că vehiculele cu volan pe stânga sunt corecte și vehiculele cu volan pe dreapta sunt greșite. De aceea trebuie impusă o lege care să oblige părțile de pe partea greșită a drumului să se întoarcă.
Aproape în întregime, comunitatea academică afirmă că feedback-ul negativ este corect și este greșit să nu. Prin urmare, CAB a fost impus în amplificatoarele cu tuburi, deși nu era obligatoriu ca acestea să funcționeze.

Amplificatoare cu tranzistor.

Feedback-ul negativ este o funcție esențială a amplificatoarelor convenționale cu tranzistoare și nu pot funcționa fără el.

Amplificatorul cu tranzistor are două intrări descrise ca „comparator”. Intrarea "+" fără inversare este conectată la semnalul de intrare. Intrarea inversă "-" este conectată la ieșirea amplificatorului prin R1 (feedback negativ). Semnalul celor două intrări este comparat astfel încât semnalul de ieșire al amplificatorului să coincidă cu intrarea.
Câștigul amplificatorului cu tranzistor este determinat de raportul dintre R1 și R2. Totul (inclusiv difuzoarele) conectate la ieșire nu are niciun efect asupra câștigului. Nu există nicio diferență în câștig dacă există sau nu o sarcină sau dacă există o sarcină. Tensiunea de ieșire va fi rezultatul raportului R1 și R2. Dacă scurtăm ieșirea cu o șurubelniță, amplificatorul tranzistorului va încerca să furnizeze tensiunea de ieșire corectă, care este o funcție a lui R1 și R2. Dacă protecția împotriva scurtcircuitului nu funcționează suficient de repede, amplificatorul se va defecta.

Bobina de sunet generează electricitate pe măsură ce se mișcă într-un câmp magnetic. Electricitatea maximă (EDN invers - tensiune electrică de acționare) este generată la frecvența fundamentală de rezonanță Fs. EDN invers este alimentat prin R1 la intrarea inversoare, care amplifică în direcția opusă (180 de grade) și scurtează instantaneu, amortizând (înăbușind) rezonanța difuzorului. Impedanța de ieșire zero este descrisă ca un factor de dumping de 100%.

Impedanță difuzor. Impedanța este rezistența R, care variază în funcție de frecvență, și aceasta include toate difuzoarele conice. Rezistența bobinei DC a majorității difuzoarelor de 8 ohmi este de aproximativ 6 ohmi. Majoritatea difuzoarelor conice sunt de 8 ohmi numai între 400Hz și 600Hz.

La frecvența de rezonanță fundamentală (Fs), impedanța difuzoarelor crește brusc la 30 - 40 ohmi, după cum puteți vedea în imaginea de mai sus. Peste 600Hz, impedanța bobinei sonore a majorității difuzoarelor începe să crească datorită reactanței sale inductive și poate ajunge la 20 până la 60 ohmi la 10kHz. Impedanța difuzoarelor variază de la aproximativ 400% pe întreaga gamă de frecvențe. Unele difuzoare au un inel interior, cum ar fi un inel de cupru pe vârful polului central, oferind un câmp magnetic scurt pentru a minimiza fluctuațiile de impedanță, dar acest lucru reduce eficiența difuzoarelor.

Puterea este invers proporțională cu impedanța difuzorului.

Cu un amplificator cu tranzistor, puterea furnizată difuzorului depinde de impedanța acestuia. Când crește impedanța difuzorului, puterea scade și invers. În imaginea de mai sus, impedanța rezonantă este de 32 ohmi, deci puterea este redusă la 25%. Doar între 200 și 600Hz difuzorul este de 8 ohmi. La 10kHz impedanța este de 32 ohmi și puterea este redusă la 25%.

Datorită impedanței schimbătoare a bobinei sonore, difuzorul primește puterea maximă în frecvențele medii și puterea minimă la bas și înalte.

Amplificatoare de tuburi. Amplificatoarele de tuburi nu necesită feedback negativ pentru a funcționa. Scopul principal al CAB este menținerea amplificării și asigurarea atenuării difuzoarelor. Doar o mică parte din feedback-ul negativ poate fi aplicat înainte ca amplificatorul să înceapă să se auto-oscileze (auto-excitație).

Amplificator de lampă fără feedback negativ * (numai pentru lipirea tetrodei) va încerca să furnizeze un curent constant (constant în mărime) înfășurării secundare a transformatorului de ieșire. Când crește impedanța difuzorului, crește și tensiunea de ieșire a secundarului transformatorului de ieșire. Un difuzor de 8 ohmi, frecvența sa rezonantă Fs este de aproximativ 20-30 ohmi. Tensiunea de ieșire de la un amplificator de tub va crește în încercarea de a menține un curent constant prin difuzor.

* În conexiunea tetrode, ecranarea, a doua grilă este conectată la o sursă separată filtrată de tensiune pozitivă de alimentare (nu ultralineară). Indiferent dacă lămpile de ieșire sunt tetrode, tetrode cu fascicul sau pentode.

Dacă impedanța difuzorului cu frecvența de rezonanță crește de la 4 la 32 ohmi, și tensiunea de ieșire va crește x 4 și puterea va crește și x 4. Între 200Hz și 600Hz impedanța difuzorului va fi de 8 ohmi, câștigul va fi normal. La 10kHz, impedanța difuzorului este de 32 ohmi, câștigul și puterea vor fi amplificate x 4. De asemenea, nu există semnale de la difuzor ca EDN înapoi, Nu sunt depuse înapoi. Difuzorul nu este amortizat și are voie să rezoneze liber. Impedanța de ieșire a unui amplificator de tub în conexiunea tetrode, fără feedback este infinită. Factorul de dumping este 0.

Puterea este direct proporțională cu impedanța difuzorului.

Aplicarea feedback-ului negativ la un amplificator de tub reduce impedanța de ieșire și aplică amortizarea difuzoarelor.
Unele amplificatoare Hi-Fi cu tuburi timpurii aveau un comutator cu 3 poziții pe panoul din spate al amplificatorului pentru a permite feedback negativ pentru a regla corect amortizarea difuzoarelor. Indiferent de cât de mult feedback negativ se aplică într-un amplificator cu tub, este imposibil să se obțină o impedanță de ieșire zero (100% factor de dumping) similar cu amplificatoarele cu tranzistoare.

Dacă ne imaginăm un difuzor care nu are reactanță internă și conține un rezistor perfect de 8 ohmi pentru întregul spectru de frecvență, va exista o mică diferență auditivă între un tub și un amplificator cu tranzistor. Toate difuzoarele con au o reactanță ridicată, iar impedanța variază în spectrul de frecvență (aproximativ 400%). Prin urmare, deoarece amplificatoarele cu tub și tranzistor funcționează în moduri opuse, în funcție de schimbarea impedanței, diferențele de sunet sunt foarte vizibile.

Cu majoritatea difuzoarelor cu con, amplificatoarele cu tranzistor par să pară plate și fără viață, basul și înalte arată moarte, ca și cum o pătură ar fi acoperit difuzorul.

-Amplificator de lampă - puterea este direct proporțională cu impedanța difuzorului.
Prin urmare: puterea crește atunci când crește impedanța difuzorului.

-Amplificatoare cu tranzistor - puterea este invers proporțională cu impedanța difuzorului.
Prin urmare: puterea scade atunci când crește impedanța difuzorului.

Când ascultăm un amplificator cu tub, basul și sunetul par să iasă, vii, clare și detaliate. Dacă se face o comparație, orice ființă umană cu urechi va auzi diferența și va alege un amplificator cu tub ca opțiune preferată de ascultare.
Fiecare muzician (chitarist sau basist) recunoaște imediat răspunsul strălucitor al amplificatorului. Instrumentele muzicale-amplificatoare (Fender, Marshall etc.) au rămas cu tehnologia tuburilor, din acest motiv.

Dar unele difuzoare audiofile sunt proiectate în mod deliberat pentru a avea un răspuns de frecvență lin cu doar amplificatoare cu tranzistoare. Difuzorul mediu poate fi de 8 ohmi, tweeterul de 4 ohmi, deci puterea de două ori va fi transmisă la frecvențe înalte.
Atunci când astfel de OT-uri sunt alimentate de un amplificator cu tub, tweeterul va primi 1/2 din putere comparativ cu difuzorul de 8 ohmi de nivel mediu. Frecvențele înalte vor suna slabe. Difuzoarele care sunt proiectate intenționat să aibă o impedanță scăzută la frecvențe înalte pentru a obține un răspuns de frecvență mai uniform cu un amplificator cu tranzistor nu vor da un răspuns de frecvență direct atunci când sunt alimentate de un amplificator cu tub.

Amplificator ultra-liniar. Grila de ecranare acționează prin modularea câștigului lămpii în fază inversă cu anodul. Aceasta acționează ca un feedback negativ automat, care elimină cea mai mare parte, dacă nu chiar toate, distorsiunile reziduale create de lămpile de ieșire și de transformatorul de ieșire.

Acest feedback local, ieșit de la 50% din primarul transformatorului de ieșire la grătarile de ecranare, ca urmare a difuzorului conectat la secundar formează o structură de feedback ultraliniar. Impedanța de ieșire a înfășurării secundare tinde să afecteze impedanța difuzorului. Un rezultat remarcabil este că această reflecție asupra impedanței poate menține în mod natural o putere constantă a difuzoarelor, deasupra spectrului de frecvență, oferind o amortizare perfectă, care permite difuzorului să dea cel mai plăcut semnal muzical.

Această diferență fundamentală în fizică între amplificatoarele cu tub și tranzistor este rareori înțeleasă sau subliniată de majoritatea experților auto-proclamați în audio, recenzori de muzică, manuale, site-uri web sau forumuri.

La urma urmei, mulți oameni, obsedați de specificații tehnice perfecte, intră în conflict intern cu ei înșiși, alegând să fie „corect” în loc să aleagă să fie fericiți.