Cevni ojačevalniki: značilnosti in princip delovanja

Mnogi od nas smo že slišali za »cevni zvok« in se spraševali, zakaj danes ljubitelji glasbe z vsega sveta raje poslušajo glasbo z njimi.

Kakšne so značilnosti teh naprav, kakšne so njihove prednosti in slabosti?

Danes se bomo pogovarjali o tem, kako izbrati cevni ojačevalnik prave kakovosti.

Za povečanje moči izmeničnih električnih signalov z uporabo radijskih cevi se uporablja cevni ojačevalnik.

Radijske cevi imajo tako kot mnogi drugi elektronski predmeti zelo bogato zgodovino. V letih od njihovega nastanka do danes je prišlo do velikega razvoja tehnologije. Vse se je začelo na samem začetku 20. stoletja in zahod tako imenovane »ere cevi« je padel na 60. leta, takrat je luč ugledal najnovejši razvoj, kmalu pa so začeli osvajati modernejši in cenejši tranzistorji. radijski trg povsod.

Prva vrsta elektronk, zasnovana posebej za ojačevalnike, so bile triode. Številka tri se je v njihovem imenu pojavila z razlogom – toliko imajo aktivnih izhodov. Načelo delovanja elementov je zelo preprosto: vir električnega toka je zaporedno povezan med katodo in anodo radijske cevi in ​​izdelan je začetni navit transformatorja, akustika pa bo priključena na sekundar, ki mu sledi. Zvočni val se napaja v mrežo radijske cevi, v trenutku, ko se na upore dovaja napetost, prehaja tok elektronov med anodo in katodo. Mreža, nameščena med njimi, oddaja ta tok in v skladu s tem spremeni smer, raven in moč vhodnega signala.

Med delovanjem triod na različnih področjih se je pojavila potreba po izboljšanju njihovih tehničnih in operativnih lastnosti. Zlasti ena od njih je bila prehodna kapacitivnost, katere parametri so bistveno omejili možno frekvenco delovanja radijskih cevi. Da bi rešili ta problem, so inženirji ustvarili tetrode - radijske cevi, ki so imele v svoji zasnovi štiri elektrode, kot četrta je bila uporabljena zaslonska mreža, vstavljena med anodo in glavno krmilno mrežo.

To je takratne razvijalce popolnoma zadovoljilo, njihov glavni cilj je bil ustvariti napravo, ki bi sprejemnikom omogočala delovanje v kratkovalovnem frekvenčnem območju. Vendar pa so znanstveniki nadaljevali z delom na opremi, uporabili so popolnoma enak pristop - to je, da so delovni zasnovi radijske cevi dodali še eno, peto, mrežo in jo postavili med anodo in zaslonsko mrežo. To je bilo potrebno, da bi ugasnili obratno gibanje elektronov v smeri od anode do same mreže.Zahvaljujoč uvedbi tega dodatnega elementa je bil proces ustavljen, tako da so izhodni parametri svetilke postali bolj linearni, moč pa se je povečala. Tako so se pojavile pentode. To so bili tisti, ki so bili uporabljeni v prihodnosti.

Preden govorimo o prednostih in slabostih cevnih ojačevalnikov, se je vredno podrobneje posvetiti mitom in napačnim predstavam, ki obstajajo med ljubitelji glasbe. Ni skrivnost, da mnogi ljubitelji kakovostne glasbe dvomijo in obravnavajo takšne naprave z velikim nezaupanjem.

Cevni ojačevalniki so krhke konstrukcije.

Pravzaprav takšna izjava ni na noben način potrjena. Navsezadnje ne boste uporabljali magnetofona iz 60. let prejšnjega stoletja, temveč visokokakovostno sodobno opremo, pri ustvarjanju katere inženirji posebno pozornost namenjajo zanesljivosti konstrukcijskih komponent. Vsi elementi, ki se uporabljajo za ustvarjanje ojačevalnikov, so podvrženi najstrožji izbiri in so zasnovani za aktivno delovanje 10-15 tisoč ur, in če jih uporabljate brez fanatizma, bo takšna oprema trajala skoraj večno.

Radijska cev ima premalo basov.

Kot pravijo, je bilo to dolgo nazaj in ni res. Časi, ko so proizvajalci varčevali na transformatorjih, so že zdavnaj mimo, sodobni proizvajalci uporabljajo samo visokokakovostno železo in visokotehnološke pristope k sestavljanju svojih izdelkov.

Svetilke lahko spremenijo zvok.

Tukaj se večinoma strinjamo.Da, radijske cevi imajo svoj ton glasu, zato mora imeti oblikovalec pri njihovi izdelavi bogate izkušnje s takšnimi izvedbami in poznavanje principov njihovega delovanja. Zagotavljamo vam, da bo v visokokakovostnem uporu precej težko ujeti en ali drug ton.

Cena cevnega sprejemnika je primerljiva s ceno avtomobila.

To ni povsem res, saj je tukaj veliko odvisno od proizvajalca: bolj skrbno in natančno se loti ustvarjanja svojega ojačevalnika, višji bodo stroški proizvodnje.

Cevni ojačevalniki imajo veliko prednosti, nekatera dejstva govorijo v prid takšni opremi.

• Relativna preprostost načrtovalske sheme. Načelo delovanja teh naprav je veliko enostavnejše kot pri modelih inverterskega tipa, oziroma možnost popravila in njegovi stroški so v tem primeru veliko bolj donosni.
• Edinstvena reprodukcija zvoka, zaradi številnih zvočnih učinkov, vključno z velikim dinamičnim razponom, povečano gladkostjo prehodov in prijetnim overdriveom.
• Odpornost naprave na kratke stike pod vplivom temperaturnih nihanj.
• brez sikanja, tipično za polprevodniške ojačevalnike.
• Eleganten dizajn, zahvaljujoč kateri se bo vsak ojačevalnik harmonično prilegal v različne notranjosti.

Vendar pa ni mogoče reči, da je cevni ojačevalnik v središču nekaterih prednosti. Svetilke imajo svoje pomanjkljivosti:

• impresivne dimenzije in trdna teža, saj so svetilke veliko večje od tranzistorjev;
• visoka raven hrupa med delovanjem opreme;
• za doseganje optimalnega načina delovanja za reprodukcijo zvoka potrebuje žarnica nekaj časa za predgretje;
• povečana izhodna impedanca, ta dejavnik do neke mere omejuje obseg uporabe akustičnih sistemov, s katerimi je mogoče kombinirati cevne ojačevalnike;
• nižja, v primerjavi s polprevodniškimi ojačevalniki, linearnost;
• povečano odvajanje toplote;
• visoka poraba energije;
• Učinkovitost ne presega 10%.

Kljub temu edinstvena zvočna barva, ki jo dobimo pri uporabi takšne opreme, v veliki meri kompenzira vse zgoraj navedene pomanjkljivosti.

Vrnimo se v zgodovino elektronskih ojačevalcev. Vse omenjene vrste struktur so v takšni ali drugačni obliki našle svojo uporabo v sodobni avdio tehnologiji. Dolga leta so avdio inženirji iskali načine za njihovo uporabo in zelo hitro prišli do spoznanja, da je območje, kjer je pentodna zaščitna mreža vključena v ojačevalno vezje, ravno tisto orodje, ki lahko korenito spremeni naravo njegovega delovanja.

Ko je mreža povezana s katodo, dobimo tipičen pentodni način, če pa jo preklopiš na anodo, potem bo ta pentoda delovala kot trioda. Zahvaljujoč temu pristopu je postalo mogoče združiti dve vrsti ojačevalnikov v eni zasnovi z možnostjo spreminjanja možnosti načina delovanja.

Sredi prejšnjega stoletja so ameriški inženirji predlagali, da to omrežje povežejo na bistveno nov način, tako da ga pripeljejo do vmesnih pip navitja izhodnega transformatorja.

Torej, z načini radijskih cevi se je pravzaprav zgodilo isto kot prej z razredi ojačevalnikov, ko je povezava kategorij A in B služila kot spodbuda za nastanek kombiniranega razreda tipa AB, ki je združeval najboljše vidike obeh prejšnjih.

Glede na shemo delovanja naprave se razlikujejo enociklični in potisni cevni ojačevalniki.

Enociklični modeli veljajo za naprednejše v smislu kakovosti reprodukcije zvoka. Enostavno vezje, minimalno število ojačevalnih elementov, to je elektronk, in kratka signalna pot zagotavljajo najvišjo kakovost zvoka.

Slaba stran pa je zmanjšana izhodna moč, ki se giblje v območju 15 kW. Zaradi tega je izbira zvočnikov precej stroga, ojačevalci so združljivi samo z visoko občutljivo opremo, ki je na voljo v zvočnikih tipa trobe, kot tudi v več klasičnih modelih, kot so Tannoy, Audio Note, Klipsch.

Push-pull ojačevalniki zvenijo nekoliko bolj grobo kot enojni ojačevalci. Vendar pa je njihova moč veliko večja, kar omogoča, da ojačevalec deluje skupaj z velikim številom sodobnih zvočniških sistemov.

V bistvu imajo uporabniki raje japonske in ruske cevne ojačevalnike. Najbolj kupljeni modeli izgledajo takole.

Audio Note Ongaku ima naslednje funkcije:

• integrirani stereo cevni mehanizem;
• moč na kanal - 18 W;
• razred A.

Glede na ocene uporabnikov, ta japonski upor velja za enega najboljših na današnjem trgu. Od pomanjkljivosti je treba opozoriti le na visoke stroške, cena za ojačevalnik se začne pri 500 tisoč rubljev.

Magnat MA 600 ima naslednje prednosti:

• integrirani stereo cevni mehanizem;
• moč na kanal - 70 W;
• prisotnost fono stopnje;
• razmerje med signalom in šumom znotraj 98 dB;
• daljinec.

McIntosh MC275 vključuje naslednje možnosti:

• upor svetilke;
• moč na kanal - 75 W;
• raven signala/šuma — 100 dB;
• indeks harmoničnega popačenja - 0,5%.

Danes industrija ponuja veliko cevnih naprav, v prodaji najdete modele brez transformatorja in hibridne modele, trismerne in dvosmerne, nizkonapetostne, nizkofrekvenčne modele za domačo in profesionalno uporabo.

Da bi izbrali optimalen cevni ojačevalnik za zvočnike, je treba upoštevati določene dejavnike.

Za težave s cevnim uporom je primerna nastavitev moči 35 vatov, čeprav mnogi ljubitelji glasbe pozdravljajo le povečanje na 50 vatov.

Območje od 20 do 20.000 Hz velja za optimalno, saj je značilno za človeški sluh. Danes imajo skoraj vse elektronske naprave na trgu prav takšne parametre, v Hi-End sektorju je težko najti opremo, ki teh vrednosti ne bi dosegala, vseeno pa pri nakupu elektronskega ojačevalca preverite v katerem frekvenčnem območju lahko zveni.

Parametri harmoničnega popačenja so bistvenega pomena pri izbiri naprave. Po možnosti tako da vrednost parametra ne presega 0,6%, in na splošno, nižja kot je ta vrednost, boljši zvok boste dobili na izhodu.

Cena tako kakovostnih izdelkov seveda postane neprimerljivo višja v primerjavi s konkurenčnimi modeli, a za marsikaterega ljubitelja glasbe je cena pogosto drugotnega pomena.

Večina sprejemnikov podpira razmerje med signalom in šumom znotraj 90 dB, domneva se, da večji kot je ta parameter, bolje deluje sistem. Nekateri proizvajalci navajajo celo razmerja, kjer je razmerje med signalom in šumom 100.

To je pomemben kazalnik, vendar še vedno sekundarni, nanj ste lahko pozorni le, če če obstajajo drugi enaki parametri za vse zgoraj navedene kazalnike.

In seveda pri nakupu opreme za svetilke igrajo pomembno vlogo nekateri subjektivni dejavniki, na primer dizajn, kakovost izdelave, pa tudi ergonomija in raven reprodukcije zvoka.V tem primeru se kupci odločijo glede na svoje osebne želje.

Pri izbiri parametrov izhodne moči upoštevajte dimenzije prostora. Na primer, v sobi 15 kvadratnih metrov. m bo več kot dovolj moči 30-50 vatov, vendar bolj prostorne dvorane, še posebej, če nameravate uporabiti ojačevalnik s parom zvočnikov, potrebujejo opremo z močjo 80 vatov.

Za nastavitev cevnega ojačevalnika morate dobiti poseben merilnik - multimeter, in če postavljate profesionalno opremo, potem morate dodatno kupiti osciloskop in generator zvočne frekvence.

Nastavitev opreme morate začeti z nastavitvijo parametrov napetosti na katodah dvojne triode, nastavljene naj bodo znotraj 1,3-1,5 V. Tok v izhodnem delu žarkovne tetrode mora biti v območju od 60 do 65 mA.

Vse druge upore, navedene v diagramu, lahko vzamete katere koli vrste, vendar je bolje dati prednost modelom C2-14.

Tako kot v predojačevalniku se ločilni kondenzator C3 šteje za osnovno komponento, če ni pri roki, lahko vzamete sovjetske filmske kondenzatorje K73-16 ali K40U-9, čeprav so nekoliko slabši od uvoženih. Za pravilno delovanje celotnega vezja so podatki izbrani z minimalnim tokom uhajanja.

Kako narediti cevni ojačevalnik z lastnimi rokami, glejte spodaj.