Ламповые усилители, системный взгляд

Оставлен Evgenij Bortnik Пт, 07/01/2016 - 04:43
Аватар пользователя Evgenij Bortnik

Вниманию телезрителей предлагаю фрагмент статьи из Интернета. Автор MENNO VAN DER VEEN (Glass Audio в 1999). Предлагаю именно фрагмент, который позволяет понять основы системного подхода к построению современного лампового усилителя. Стиль изложения в переводе Евгения Карпова мною существенно поправлен.

Нескольких вариантов двухтактных ламповых схем показано на рисунке. Аноды ламп подключены к первичным обмоткам трансформатора, катоды заземлены (1, 2, и 3), середина первичных обмоток подключена к источнику. Драйверные схемы, возбуждающие цепи управляющих сеток, не показаны, возбуждение идеальное. Если вторые экранные сетки подключены к источнику, имеем стандартный двухтактный усилитель на пентодах (1). Если экранные сетки подключены к отводам первичных обмоток (от 33 до 43 % общего числа витков), получаем ультралинейный выходной каскад (2).  Если подключить экранные сетки ламп к их анодам, характеристики ламп будут подобны триодным (3). Последовательное изменение режима работы каскада от пентодного к ультралинейному и далее к триодному приводит к уменьшению выходной мощности и искажений, расширению полосы пропускания УМЗЧ и увеличению коэффициента демпфирования. Это справедливо при правильно выбранных токах покоя ламп. Первые три схемы - стандартная практика, и они дают хорошие результаты. Важен вопрос о целесообразности применения и глубине  ООС. Чем больше глубина ООС (меньше сопротивление) через экранные сетки, тем выше качественные показатели усилителя. Это  образец локальной ОС в чистом виде. Однако есть схемные решения, позволяющие сохранить выходную мощность и обеспечить увеличение фактора демпфирования, а также расширение частотного диапазона при снижении нелинейности. Для введения ООС можно использовать катоды (или  управляющие сетки) выходных ламп.

В схемах 4-8, катоды ламп подключены к отдельным обмоткам, обеспечивающим введение ОС. Ообмотки фазированы так, чтобы обратная связь была отрицательной. Различием в схемах усилителей  4-8 является способ соединения экранных сеток с выходным трансформатором. 1. Пентодное. 2. Ультралинейное. 3. Триодное. 4. С единичной обратной связью. 5. Супер-пентодное. 6. С катодной обратной связью. 7. Супер - триодное. 8. Триодное с катодной обратной связью. В схеме 5 экранные сетки связаны с отводами на противоположных половинах первичной обмотки трансформатора, что приводит к возникновению  ПОС. Осторожным балансированием между положительной обратной связью через экранные сетки и отрицательной обратной связью через катод можно реализовать усилитель с большим коэффициентом демпфирования и большой выходной мощностью. Эта конфигурация сравнительно новая и названа "супер-пентодом". Схема 6  содержит только катодную обратную связь и достоинства этой схемы общеизвестны. В схеме 7 используют комбинацию катодной обратной связи и обратной связи через экранные сетки. В результате, при большей выходной мощности можно получить лучше линейность и повышенный коэффициент демпфирования. Параметры такой схемы превосходят по качеству, достижимые для стандартного двухтактного усилителя на триодах. Эта конфигурация сравнительно новая и получила название "супер-триод".  В последней схеме  8 используют комбинацию катодной отрицательной обратной связи  и 100 % отрицательной обратной связи через экранную сетку. В двухтактной схеме лампа ведет себя как триод. Эта схема при меньшей выходной мощности обеспечивает прекрасную линейность и высокий коэффициент демпфирования. Схему 4 обсуждать не нужно, поскольку ее устойчивость в реальных условиях недостижима.

Для подтверждения объективно высокого качества расмотренных схем автор выполнил практические исследования и предствил некоторые результаты, приведенные в таблице ниже. Как оказалось, из пары сравнительно мощных ламп EL84 в схеме 5 типа удалось выдавить 80 Вт. При этом качество, как утверждает автор осталось отличным. В чудеса верить конечно хочется, однако есть сомнение в том, что из лампы можно выжать полезную мощность больше, чем рассеивает её анод. Жаль, что автор не дал убедительных физических объяснений такому эффекту. Кроме этого, в таблице показаны сведения о значении коэффициента демпфирования для разных схем. Читателю самому можно оценить предложенные к обозрению значения.

Для практического подтверждения изложенных здесь результатов, в оригинале статьи автор показал схему усилителя с катодными обратными связями и выходным трансформатором собственной авторской разработки. Схему не привожу, она довольно несложная, а вот настройка видимо будет не простой, в связи с ПОС-особостью схемного решения. В завершении исходника статьи всё же приведено объяснение, для чего было выполнено подобное специфическое исследование и систематизация известной схемотехники. Автор предлагает под описанные схемы обновлённый ряд выходных тороидальных трансформаторов, названных Specilist. Это нормально, обыкновенный маркетинг и реклама, особых возражений нет. Буржуйские трансформаторы действительно неплохого качества и высокой стабильности. Однако ценник на них за рубли не разумный. Поэтому приобретать их за зелёные бумажки могут очень финансово продвинутые персоны и жулики.

В завершении статьи следует сказать несколько слов о ценах. Ламповые усилители стоят не дёшево. Однако большинство цен просто не разумно. Железяка настольного исполнения, дез драгоценностей, со стелянными баллонами, даже при ручном изготовлении не может стоить столько же, сколько стоит автомобиль. Цены в 100, 200 и 500 тысяч рублей за ламповый усилитель это дурдом. Выглядит это как отлично продуманное мошенничество, и чаще всего имеет вид легального отъёма денег, при помощи маркетинга и рекламы. Людей обрабатывают, программируют, зомбируют. На подобные группы "элитных" товаров повсеместно идёт отъём денег. Ну и ладно, пусть грабят награбленное. Плохо здесь то, что не заработанных денег довольно много, награбленных у телезрителей. Трудовые рубли на такие развлечения и удовлетворение тщеславия не тратят. В связи с изложенным считаю своим долгом, показывать не сложные пути для самостоятельного достижения цели - построения сравнительно не дорогого лампового усилителя. Это может быть полезно здравомыслящим телезрителям, с увлечением, с желанием, с работоспособностью и некоторыми навыками в электронике. Для снобов из "элиты", адептов финансово-религиозных сект, параноиков с пеной у рта, мои статьи не нужны совсем.

                                         Евгений Бортник, Красноярск, Россия, Июнь 2016