Bộ khuếch đại ống: tính năng và nguyên lý hoạt động

Nhiều người trong chúng ta đã nghe về "âm thanh ống" và tự hỏi tại sao những người yêu âm nhạc từ khắp nơi trên thế giới ngày nay lại thích nghe nhạc với chúng.

Tính năng của các thiết bị này là gì, ưu nhược điểm của chúng là gì?

Hôm nay chúng ta sẽ nói về cách chọn ampli đèn chất lượng phù hợp.

Bộ khuếch đại ống chân không được sử dụng để tăng đặc tính công suất của tín hiệu điện biến đổi bằng cách sử dụng ống vô tuyến.

Các ống vô tuyến, giống như nhiều phần tử điện tử khác, có một lịch sử rất phong phú. Trong những năm từ khi chúng được tạo ra cho đến ngày nay, đã có một sự phát triển lớn của công nghệ. Tất cả bắt đầu vào đầu thế kỷ 20, và sự suy tàn của cái gọi là "kỷ nguyên ống" rơi vào những năm 60, đó là lúc sự phát triển mới nhất nhìn thấy ánh sáng, và ngay sau đó, các bóng bán dẫn hiện đại hơn và rẻ hơn bắt đầu chinh phục. thị trường radio ở khắp mọi nơi.

Loại ống đầu tiên được thiết kế đặc biệt cho bộ khuếch đại là triodes. Số ba trong tên của họ xuất hiện là có lý do - đây là số đầu ra đang hoạt động mà họ có. Nguyên tắc hoạt động của các phần tử rất đơn giản: giữa cực âm và cực dương của ống vô tuyến, một nguồn dòng điện được mắc nối tiếp và cuộn dây ban đầu của máy biến áp được tạo ra, và âm thanh sẽ được kết nối với cuộn thứ cấp tiếp theo. Sóng âm được đặt vào lưới của ống đài, tại thời điểm đặt điện áp vào các điện trở, một dòng êlectron đi qua giữa anôt và catôt. Lưới, được đặt giữa chúng, xuất ra luồng này và theo đó, thay đổi hướng, mức và công suất của tín hiệu đầu vào.

Trong quá trình hoạt động của triodes trong các lĩnh vực khác nhau, nhu cầu phát sinh để cải thiện các đặc tính kỹ thuật và hoạt động của chúng. Đặc biệt, một trong số đó là khả năng thông lượng, các thông số đã hạn chế đáng kể tần số hoạt động của các ống vô tuyến điện. Để giải quyết vấn đề này, các kỹ sư đã tạo ra tetrodes - ống vô tuyến có bốn điện cực bên trong cấu trúc của chúng, vì cấu trúc thứ tư được sử dụng một lưới che chắn được chèn giữa cực dương và lưới điều khiển chính.

Điều này hoàn toàn làm hài lòng các nhà phát triển tại thời điểm đó, mục tiêu chính của họ là tạo ra một thiết bị cho phép máy thu hoạt động trong dải tần số sóng ngắn. Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn tiếp tục nghiên cứu thiết bị, họ sử dụng chính xác phương pháp tiếp cận - đó là họ thêm một tấm lưới thứ năm vào cấu trúc làm việc của ống radio và đặt nó giữa cực dương và tấm lưới che chắn. Điều này là cần thiết để dập tắt sự chuyển động ngược lại của các điện tử theo hướng từ cực dương đến chính lưới điện. Nhờ sự ra đời của phần tử bổ sung này, quá trình bị tạm dừng, do đó các thông số đầu ra của đèn trở nên tuyến tính hơn và công suất tăng lên. Đây là cách mà pentode ra đời. Chúng đã được sử dụng trong tương lai.

Trước khi nói về những ưu điểm và nhược điểm của bộ khuếch đại ống, chúng ta nên tìm hiểu chi tiết hơn về những lầm tưởng và quan niệm sai lầm tồn tại giữa những người yêu âm nhạc.Không có gì bí mật khi nhiều người yêu thích âm nhạc chất lượng cao đã nghi ngờ và rất mất lòng tin vào các thiết bị như vậy.

Bộ khuếch đại ống rất dễ vỡ.

Trên thực tế, một tuyên bố như vậy hoàn toàn không được xác nhận dưới bất kỳ hình thức nào. Sau cùng, bạn sẽ không sử dụng máy ghi âm của những năm 60 của thế kỷ trước mà sử dụng thiết bị hiện đại chất lượng cao, trong quá trình sáng tạo, các kỹ sư đặc biệt chú ý đến độ tin cậy của các đơn vị kết cấu. Tất cả các yếu tố được sử dụng để tạo ra bộ khuếch đại đều vượt qua sự lựa chọn nghiêm ngặt nhất và được thiết kế để hoạt động tích cực trong 10-15 nghìn giờ và nếu bạn sử dụng chúng mà không quá cuồng tín, thì thiết bị đó sẽ tồn tại gần như mãi mãi.

Ống có quá ít âm trầm.

Như người ta nói, nó đã có từ lâu và không đúng sự thật. Thời kỳ mà các nhà sản xuất tiết kiệm trên máy biến áp đã qua lâu, các nhà sản xuất hiện đại chỉ sử dụng các phương pháp tiếp cận bằng sắt chất lượng cao và công nghệ cao để tạo ra sản phẩm của họ.

Đèn có thể thay đổi âm thanh.

Chúng tôi đồng ý về nhiều điều ở đây. Đúng vậy, các ống radio có giọng nói riêng, vì vậy nhà phát triển khi chế tạo chúng cần phải có nhiều kinh nghiệm với các thiết kế như vậy và hiểu biết về nguyên lý hoạt động của chúng. Chúng tôi đảm bảo với bạn rằng đối với một điện trở chất lượng, sẽ khá khó khăn để nắm bắt được âm sắc này hay âm sắc khác.

Giá của một bộ thu ống có thể so sánh với giá của một chiếc ô tô.

Điều này không hoàn toàn đúng, vì phụ thuộc rất nhiều vào nhà sản xuất: anh ta càng tạo ra bộ khuếch đại của mình một cách cẩn thận và tỉ mỉ thì giá thành của sản phẩm càng cao.

Bộ khuếch đại ống có nhiều ưu điểm; một số thực tế có lợi cho thiết bị như vậy.

• Tương đối đơn giản của thiết kế... Nguyên lý hoạt động của các thiết bị này đơn giản hơn nhiều so với các loại máy biến tần, tương ứng khả năng sửa chữa và giá thành của nó trong trường hợp này có lợi hơn nhiều.
• Tái tạo âm thanh độc đáodo một số hiệu ứng âm thanh, bao gồm dải động lớn, chuyển tiếp mượt mà được nâng cao và tăng tốc dễ chịu.
• Điện trở ngắn mạch dưới ảnh hưởng của sự dao động nhiệt độ.
• Không rít đặc trưng cho mạch khuếch đại bán dẫn.
• Thiết kế thời trang, nhờ đó bất kỳ bộ khuếch đại nào sẽ hài hòa phù hợp với nhiều loại nội thất.

Tuy nhiên, không thể nói ampli đèn là nơi hội tụ một số ưu điểm. Đèn cũng có những nhược điểm của chúng:

• kích thước ấn tượng và trọng lượng vững chắc, vì đèn lớn hơn nhiều so với bóng bán dẫn;
• mức độ ồn cao trong quá trình vận hành thiết bị;
• để đạt được chế độ hoạt động tối ưu của việc tái tạo âm thanh, đèn cần một khoảng thời gian để làm nóng trước;
• trở kháng đầu ra tăng lên, yếu tố này ở một mức độ nào đó giới hạn phạm vi sử dụng của các hệ thống âm thanh mà bộ khuếch đại ống có thể được kết hợp với nhau;
• ít hơn so với bộ khuếch đại bán dẫn, độ tuyến tính;
• tăng sinh nhiệt;
• tiêu thụ điện năng cao;
• Hiệu suất không vượt quá 10%.

Tuy nhiên, màu sắc âm thanh độc đáo có được khi sử dụng thiết bị như vậy phần lớn bù đắp cho tất cả các nhược điểm trên.

Hãy quay lại lịch sử của ampli đèn. Tất cả các loại cấu trúc trên ở dạng này hay dạng khác đều được ứng dụng trong các thiết bị âm thanh hiện đại. Trong nhiều năm, các kỹ sư âm thanh đã tìm cách sử dụng chúng và rất nhanh chóng hiểu ra rằng phần kết hợp lưới sàng lọc của pentode vào mạch hoạt động của bộ khuếch đại chính xác là công cụ có thể thay đổi hoàn toàn bản chất hoạt động của nó. .

Khi lưới điện được kết nối với cực âm, một chế độ pentode điển hình sẽ thu được, nhưng nếu bạn chuyển nó sang cực dương, thì pentode này sẽ hoạt động như một triode... Nhờ cách tiếp cận này, có thể kết hợp hai loại bộ khuếch đại trong một thiết kế với khả năng thay đổi các tùy chọn chế độ hoạt động.

Vào giữa thế kỷ trước, các kỹ sư người Mỹ đã đưa ra đề xuất kết nối lưới điện này theo một cách cơ bản mới, đưa nó đến các vòi trung gian của cuộn dây máy biến áp đầu ra.

Vì vậy, trên thực tế, với các chế độ của ống vô tuyến, điều tương tự đã xảy ra như trước đây với các loại bộ khuếch đại, khi kết nối của loại A và B đóng vai trò là động lực để tạo ra loại kết hợp của loại AB, kết hợp những khía cạnh tốt nhất của cả hai cái trước đó.

Tùy thuộc vào sơ đồ hoạt động của thiết bị, bộ khuếch đại ống một đầu và đẩy kéo được phân biệt.

Các thiết kế đầu đơn được coi là cao cấp hơn về chất lượng tái tạo âm thanh. Mạch đơn giản, số lượng tối thiểu các phần tử khuếch đại, tức là ống và đường dẫn tín hiệu ngắn đảm bảo âm thanh chất lượng cao nhất.

Tuy nhiên, nhược điểm là sản lượng điện giảm, nằm trong khoảng 15 kW. Điều này làm cho hạn chế về sự lựa chọn âm học khá khắt khe, bộ khuếch đại chỉ được kết hợp với thiết bị có độ nhạy cao, có sẵn trong hệ thống loa dạng còi, cũng như trong một số mẫu cổ điển như Tannoy, Audio Note, Klipsch.

So với bộ khuếch đại đẩy kéo một đầu âm thanh thô hơn một chút. Tuy nhiên, công suất của chúng cao hơn nhiều nên có thể kết hợp với một số lượng lớn các hệ thống loa hiện đại.

Về cơ bản, người dùng thích ampli đèn của Nhật và Nga hơn. Các mô hình được mua hàng đầu trông như thế này.

Audio Note Ongaku có các đặc điểm sau:

• cơ chế ống âm thanh nổi tích hợp;
• công suất mỗi kênh - 18 W;
• lớp A.

Theo đánh giá của người dùng, Điện trở Nhật Bản này được coi là một trong những điện trở tốt nhất trên thị trường hiện nay... Trong số những thiếu sót, chỉ có chi phí cao của nó được lưu ý, thẻ giá cho bộ khuếch đại bắt đầu từ 500 nghìn rúp.

Magnat MA 600 có những ưu điểm sau:

• cơ chế ống âm thanh nổi tích hợp;
• công suất mỗi kênh - 70 W;
• sự hiện diện của một giai đoạn phono;
• tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu trong khoảng 98 dB;
• điều khiển từ điều khiển từ xa.

McIntosh MC275 bao gồm các tùy chọn sau:

• điện trở ống;
• công suất mỗi kênh - 75 W;
• mức tín hiệu / tiếng ồn - 100 dB;
• tỷ lệ méo hài - 0,5%.

Ngày nay, ngành công nghiệp cung cấp nhiều thiết bị dạng ống, không có biến áp và mô hình lai, các mô hình ba chiều và hai chiều, điện áp thấp, tần số thấp dành cho mục đích sử dụng gia đình và chuyên nghiệp có thể được bán trên thị trường.

Để tìm bộ khuếch đại ống tối ưu cho loa của bạn, bạn cần phải chú ý đến các yếu tố nhất định.

Để giải quyết các vấn đề gặp phải với điện trở ống, thông số công suất phù hợp sẽ là mức 35 W, mặc dù nhiều người yêu âm nhạc chỉ hoan nghênh việc tăng thông số lên 50 W.

Phạm vi tối ưu được coi là từ 20 đến 20.000 Hz, vì nó là đặc điểm của thính giác con người. Ngày nay, hầu hết tất cả các thiết bị đèn trên thị trường đều có thông số chính xác như vậy, trong lĩnh vực Hi-End không dễ để tìm thấy thiết bị không đạt được các giá trị này, tuy nhiên, khi mua ampli đèn, hãy nhớ kiểm tra dải tần số nào. nó có thể phát ra âm thanh. ...

Thông số méo hài có tầm quan trọng cơ bản khi chọn thiết bị. Mong muốn sao cho giá trị của tham số không vượt quá 0,6% và nói chung, giá trị này càng thấp, bạn sẽ nhận được âm thanh chất lượng cao hơn ở đầu ra.

Tất nhiên, giá của những sản phẩm chất lượng cao như vậy sẽ cao hơn một chút so với các mẫu của đối thủ cạnh tranh, nhưng đối với nhiều người yêu âm nhạc, giá thành thường là một vấn đề thứ yếu.

Hầu hết các máy thu đều duy trì tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu trong vòng 90 dB, nó được coi là tham số này càng lớn thì hệ thống càng hoạt động tốt... Một số nhà sản xuất thậm chí còn đưa ra tỷ lệ mà tín hiệu được quy về nhiễu với tỷ lệ là 100.

Đây là một chỉ số quan trọng, nhưng vẫn là chỉ số phụ, bạn chỉ có thể chú ý đến nó nếu nếu đối với tất cả các chỉ số trên có các tham số khác bằng nhau.

Và, tất nhiên, khi mua thiết bị đèn, một số yếu tố chủ quan đóng vai trò quan trọng, chẳng hạn như thiết kế, chất lượng xây dựng, cũng như công thái học và mức độ tái tạo âm thanh. Trong trường hợp này, người mua đưa ra lựa chọn dựa trên sở thích cá nhân của họ.

Khi chọn các thông số công suất đầu ra, hãy đảm bảo tính đến kích thước của căn phòng. Ví dụ, trong một căn phòng 15 sq. m sẽ có nhiều đặc điểm công suất đủ 30-50 watt, nhưng hội trường rộng rãi hơn, đặc biệt nếu bạn định sử dụng một bộ khuếch đại với một cặp loa, bạn cần một kỹ thuật trong đó công suất là 80 watt.

Để cấu hình bộ khuếch đại ống, bạn cần phải có một đồng hồ đo đặc biệt - đồng hồ vạn năng, và nếu bạn đang thiết lập thiết bị chuyên nghiệp, thì bạn nên mua thêm một máy hiện sóng, cũng như một bộ tạo tần số âm thanh.

Bạn nên bắt đầu thiết lập thiết bị bằng cách cài đặt các thông số điện áp tại cực âm của triode đôi, nó nên được đặt trong khoảng 1,3-1,5V. Dòng điện trong phần đầu ra của tetrode chùm nên nằm trong hành lang từ 60 đến 65 mA.

Tất cả các điện trở khác được liệt kê trong sơ đồ có thể được sử dụng ở bất kỳ loại nào, nhưng tốt hơn là nên ưu tiên cho các kiểu C2-14.

Cũng như trong tiền khuếch đại, tụ tách C3 được coi là linh kiện cơ bản, nếu không vừa tay thì bạn có thể lấy tụ film K73-16 hoặc K40U-9 của Liên Xô, mặc dù chúng kém hơn một chút so với hàng nhập khẩu. Để hoạt động chính xác của toàn bộ mạch, dữ liệu được chọn với dòng rò tối thiểu.

Làm thế nào để làm cho một bộ khuếch đại ống bằng tay của riêng bạn, hãy xem bên dưới.