Ламповые усилители. Звучание электронных ламп

Уважаемые телезрители. Здесь кратко рассмотрены некоторые типы электронных ламп, пригодных для применения в ламповом звуке. Изложение выполнено для прояснения замутнённого и замызганного дилетантами понятия "качество звука" электронной лампы. Под качеством звука, создаваемого режимом лампы в электронной схеме, я понимаю и буду понимать минимально возможный уровень искажения электрического сигнала. Наиболее существенными следует считать гармонические и интермодуляционные искажения. Текст статьи далее приведен с оценкой психофизиологических особенностей восприятия звуков человеком, поэтому вначале лирическое вступление.

Электронная лампа в УНЧ это в обобщенном смысле аналог двигателя в автомобиле. Лампы бывают маленькие и большие, стеклянные и металлические, дешевые и не очень. Их различают по назначению, типу и внутренней схеме. Наиболее простые по схеме - триоды. Более сложные - тетроды и пентоды. По назначению различают мелкие лампы предварительного усиления и мощные лампы выходных каскадов. Во входных каскадах усилителя вполне применимы триоды. Для усиления звука в выходном каскаде лучше подходят более сложные лампы, поскольку изготовитель учёл больше особенностей управления ими в схеме самой лампы. Источником звука служит архив, сформированный на различных носителях, а также голос в реальном времени и живые звуки, извлекаемые человеком из предметов. Звук из архива проходит несколько ступеней усиления и на завершающем этапе излучается громкоговорителем. Органы слуха человека включены природой в систему восприятия, которой руководит мозг.  Поэтому восприятие человеком одного и того же набора звуков может быть разным, хотя органы слуха устроены одинаково. Человеком были разработаны и нормированы критерии качества передачи звука, оценивающие уровень вмешательства техники в природное звучание и позволяющие количественно сравнивать разные устройства. При создании предметов для передачи и усиления звуков люди стараются руководствоваться объективными критериями. При недостатке объективных критериев человек включает механизм самозащиты и добирает нужный вес субъективными.

Человек деятелен, создаёт технические устройства для передачи звука. Наиболее квалифицированные персоны имеют оборудование и могут объективно оценить качество созданного. Остальное большинство людей не умеет или не имеет возможности оценить объективное качество подобных устройств, однако все уважают свой труд, а большинство склонно к тщеславию. Высокая предприимчивость, помноженная на честолюбие заставляют людей рассказывать байки о собственных достижениях не только вслух, но и всеми доступными способами. Благодаря электронным средствам коммуникации возникают форумы, на которых накапливается полезная информация, а также словестный мусор эмоций и бахвальства. Рациональные сведения обычно оценивают количественно, эмоциональные - через образы. Люди излагают информацию, как правило в собственной системе ценностей, руководствуясь мировозрением и жизненным опытом, а также здоровым желанием научить. Если системность и квалификация есть, то результат бывает позитивный. Невысокая техническая квалификация, романтизм и честолюбие могут стать причиной возникновения сообществ людей с воображаемыми особенностями. Так у некоторых персон возникает ощущение особости. Это ощущение может стать убеждением, а может оказаться неустойчивым состоянием. При этом воздействие внешних факторов может вернуть человека к здравому смыслу. Особая категория - люди глупые и ограниченные. У них есть большие перспективы на форумах, поскольку наивный с виду вопрос может заставить многих аборигенов пуститься в рассуждения, излагать собственные ощущения и давать советы. Поскольку характеристики ламп отличаются, то и уровень их влияния на сигнал будет разный. Поэтому совершенно очевидно, что результаты преобразования сигнала разными лампами будут разные. Но определение качества сигнала на слух не имеет отношения к оценке уровня искажений и, следовательно, к оценке качества звука. Суждения о качестве по результатам прослушивания это край самонадеянности и наглости. Применение совокупности человеческого уха и мозгов в качестве инструмента оценки качества звука считаю глупостью. Это тупик, аналогичный спору чья жена красивее. Одному нравятся худые и чистые, другому толстые и потные. Вот и пусть употребляют по прямому назначению. А в рассуждения про качество звука отдельных ламп залезать не следует.

Мне например нравится свечение больших усилителей, в режимах, близких к предельным. У хорошо сбалансиванных четвёрок из лампочек 6П3С присутствует очень характерное равномерное свечение синим цветом по кромкам анодов. А если увеличивать ток, то к этому свечению добавляется розовое свечение самих анодов. Зрелище завораживающее, однако продолжительная эксплуатация ламп в таких режимах не рекомендуется ввиду повышенной интенсивности износа начинки баллонов. Что тут можно возразить? Вероятно то, что некоторые любят погорячее.

Каким образом человек оценивает важное для него событие? В отсутствие инструментальных критериев он оценивает всё по ощущениям. Человек способен оценить качество работы мотора по уровню тяги автомобиля. Это интегральный критерий, который интересует большинство. Но сам мотор объективно оценить по ощущениям затруднительно. Точно также обстоит дело с объективностью оценки электронной лампы по отношению к понятию качество звука. Объективно оценить уровень искажений при помощи ощущений невозможно, это принципиальное соображение, нужны измерительные инструменты. А то, как конкретная лампа звучит, персона оценивает субъективно. Одному нравится, другому не нравится, но это не имеет отношения к понятию уровень искажений, которое положено в основу понятия качество звука. Имено поэтому я утверждаю, что рассказы про качество звучания электронной лампы в звуковом тракте полная чушь. Чаще всего подобное повествование характерно для малоквалифицированных и честолюбивых людей. Иногда это бредятина от малоумного и малограмотного персонажа, сдобренная большой кучей эмоций в пьяном угаре. И читателям и писателям подобных текстов нужно иметь ввиду, что к рациональной оценке электронных устройств подобная писанина не имеет вообще никакого отношения. Зато очень хорошо иллюстрируется сценкой из романа 12 стульев, где Шура Балаганов препирается с Паниковским, с воплями "А кто ты такой?"

Ниже перечислены некоторые наименования ламп, которые пригодны для построения двухтактного выходного каскада в сравнительно мощном ламповом усилителе звука. В окончании перечня показаны триоды, которые изначально были предназначены для работы в древних стабилизаторах в качестве регуляторов тока. Мыслящий человек приспособил эти лампы для устройств усиления звука, поэтому пришлось включить их в общий список, с указанием их функционала в ламповом усилителе низкой частоты.

6П3С - выходной лучевой тетрод, под октальную панельку

6П6С - выходной лучевой тетрод под октальную панельку

6П13С - выходной лучевой тетрод под октальную панельку с верхним расположением анодного вывода

6П31С - выходной лучевой тетрод под октальную панельку с верхним расположением анодного вывода

6П1П - выходной лучевой тетрод пальчикового исполнения

6П18П - выходной лучевой пентод пальчикового исполнения

ГУ-50 - выходной лучевой пентод повышенной мощности и напряжения

ГИ-30 - сдвоенный лучевой тетрод повышенной мощности и напряжения, с верхним расположением анодных выводов

6П44С - выходной лучевой тетрод с верхним расположением анодного вывода. Сравнительно низковольтаня лампа, допускающая повышенные токи анода. Характеристики ничего выдающегося собой не представляют. Анод расположен сверху и это не особенно удобно. Зато мощность рассеяния довольно большая и это можно с успехом использовать для построения мощного двухтактного оконечного каскада. Панелька не очень удобная и довольно редкая. Нужно приложить определённые усилия для её поиска, а по цене - как повезёт.

6Н13С - сдвоенный выходной триод под октальную панельку

Сдвоенная - это практично, но ещё лампа внешне очень элегантна, рассчитана под октальную панельку, что очень даже неплохо. Токоведущие электроды недоступны, мощность в анодах большая. Но лампа 6Н13С весьма низковольтная и работает при повышенных токах. Кроме того 6Н13С имеет сравнительно кривые характеристики и реальные проблемы с термической устойчивостью в режимах большой нагрузки. 

Практические соображения о работе электронной лампы в разных режимах, о величинах искажений и об уровне отдачи в нагрузку будут приведены позднее, совсем нету времени. Если есть желающие, то присылайте свой опыт и тексты по теме для обсуждения и публикации. Легко опубликую достоверные сведения от имени автора.

6С19П - регулирующий триод в пальчиковом исполнении

6С33С - регулирующий триод повышенной мощности.

6С41С - регулирующий триод повышенной мощности

Ну и в завершении статьи покажу известные всем сведения о классах А, В, С применительно к лампам. Дело в том, что начинающему строителю лампового УНЧ эти сведения вовсе не нужны. Человек может не знать в каком режиме работает его творение. Вначале нужно собрать железную конструкцию и услышать ламповый звук. А дальше, если будет неудоволетворённость и возникнет интерес, то можно вникнуть в детали. Вот тогда эти сведения могут понадобиться. Название Класс А - один из первых примеров маркетинговых понтов, которые привнесены человеком в 1920 году для повышения значимости объекта и следом - его стоимости. Однако пример этот весьма и весьма показательный. На самом деле буквами А, В, С обозначают режимы усиления одного и того же устройства, регулируемые подстроечным резистором - напряжения смещения управляющей сетки. Подмена понятия Режим на понятие Класс, - более высокого уровня иерархии (родовой признак по отношению к видовому) это осознанное деяние, предназначеное древними психологами-маркетологами именно для выделения особости понятия. Это творчество человека разумного, инициативность, предпринимательство и лапша на уши доверчивого телезрителя. 

Режим B – характеризуется тем, что ламповый каскад воспроизводит поочерёдно положительные и отрицательные входные сигналы. Для гармонических сигналов угол проводимости равен 180° или незначительно превосходит эту величину. Для режима В характерно перемещение рабочей точки лампового каскада не только в пределах линейного участка динамической характеристики. Режим AB является промежуточным между режимами A и B. Ток покоя усилителя в режиме AB больше, чем в режиме B, но существенно меньше, чем ток, необходимый для режима А. Предельный КПД идеального каскада в режиме B на синусоидальном сигнале около 70%. Чтобы воспроизвести одну полуволну входного сигнала без искажений в области перехода через нуль, усилитель должен оставаться линейным при нулевом напряжении на входе - поэтому в усилительных элементах в режиме B всегда устанавливают небольшой ток покоя. В ламповых усилителях мощности в режиме B ток покоя составляет 15% от максимального выходного тока. Усилители рассматриваем двухтактные, одно плечо воспроизводит положительную полуволну, другое - отрицательную. На выходе обе полуволны складываются, формируя минимально искажённую усиленную копию входного сигнала. При малых мгновенных значениях выходного напряжения такой каскад работает в режиме A, при повышении напряжения одно из плеч закрывается и каскад переходит в режим B.

Режим С - характеризуется также как и режим B, когда усилительный элемент воспроизводит только положительные, либо только отрицательные входные сигналы. Однако рабочая точка лампы должна быть выбрана так, что при нулевом напряжении на входе лампа оказалась запертой. Ток возникает только после перехода управляющего сигнала через ноль; если этот сигнал гармонический, то усилитель воспроизводит одну искажённую полуволну (угол проводимости меньше 180°). Предельный КПД усилителя в режиме C от 70 до 100%. Из-за высоких нелинейных искажений даже двухтактные усилители в режиме С, непригодны для воспроизведения лампового звука.