Geheimnisse des Lampenklangs. Muss ich einen Röhrenverstärker bauen? Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Röhren-Leistungsverstärker

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Muss ich einen Röhrenverstärker bauen? Natürlich zumindest um herauszufinden, was dieser berühmte „Röhrensound“ ist. Wer es nicht selbst bauen kann, kauft im Laden oder bestellt ein individuelles Projekt. Aber alle Amps klingen anders. Durch die Bemühungen von Tausenden von Audiophilen wurden Wege zum Bau von Röhrenverstärkern mit hervorragendem Klang aufgezeigt. Sie verbergen die Ergebnisse ihrer Experimente nicht, sie veröffentlichen Zeitschriften (z. B. Vestnik A.R.A.), in denen sie erfolgreiche (und nicht sehr!) Schaltungslösungen veröffentlichen, die sich auf seltene oder sehr teure Komponenten und Materialien konzentrieren. Theoretischen Fragen wird in diesen Veröffentlichungen viel weniger Beachtung geschenkt, mehr „Stäube in die Augen geworfen“. Es wird empfohlen, jedes Element des Verstärkers auszuwählen und zuzuhören, zuzuhören! Und jetzt rennt der Leser, verrückt nach Rat und Zuhören, schon auf den Markt und sucht nach Kondensatoren für 100 Dollar das Stück oder einem Transformator für 500, in der Hoffnung, mit ihrer Hilfe den berühmten „Röhrensound“ zu hören.

Unternehmerische Menschen begannen, eine Vielzahl von Röhrenverstärkern und KITs (Teilesätze) für die Bedürfnisse der Durstigen herzustellen. Fabriken, die Elektrovakuumgeräte herstellen, produzieren wiederum direkt beheizte Trioden (2C4C, 6C4C, 300V usw.). Es werden kuriose Berichte gedruckt: Mitglieder der „Society of Mr. Sakuma“ (japanische Audiophile) ignorieren Verstärker, wenn sie weniger als 10000 Dollar kosten. Kurz gesagt, die Meinung ist fest etabliert, dass „Röhrensound“ gut ist! Und für viel Geld - noch besser!

Wie klingen Verstärker im Vergleich? Natürlich das Anhören von Musikaufnahmen: Schallplatten, CDs, Kassetten. In diesem Fall müssen Sie ständig mehrere Kabel wechseln, was eine gewisse Zeit in Anspruch nimmt. Angesichts der kurzen Dauer des musikalischen Gedächtnisses ist der Vergleich nicht mehr so ​​zuverlässig. Viel besser ist es, die Signalquelle an die Eingänge beider Verstärker anzuschließen und deren Ausgänge mit einem kräftigen Schalter auf die Lautsprecher zu schalten.

Ein Blockdiagramm eines solchen Abhörpfads ist in Fig. 1 gezeigt. XNUMX (der Einfachheit halber ist ein Kanal gezeigt).

Fig. 1.

Hier sind Informationsquelle und Lautsprecher für beide Verstärker gleich. Mit den RP1- und RP2-Reglern wird die gleiche Lautsprecherlautstärke (AC) an verschiedenen Positionen des SA1-Schalters eingestellt. Die PV1-Pegelanzeige kann fehlen, aber es ist besser, wenn sie verwendet wird. Das Schema ist einfach und klar.

Vergleicht man jedoch Verstärker mit unterschiedlichen Ausgangsimpedanzen, sind Fehler bei der Bewertung von Verstärkern vorprogrammiert. Was ist hier los? Und Tatsache ist, dass Lautsprecher in der Regel einen frequenzabhängigen Innenwiderstand Z haben. 2 zeigt ein Beispiel von Z gegenüber der Frequenz für einen Zweiwegelautsprecher. Der Phaseninverter hat bei niedrigen Frequenzen zwei Spitzen statt einer, aber das ändert nichts am Wesen der Sache. Wenn der AC dreiwegig ist, dann kann es mehr "Höcker" auf der Z(f)-Charakteristik geben. R_E - Lautsprecherwiderstand bei Gleichstrom, er ist ungefähr gleich dem "nominalen" Wechselstromwiderstand, d.h. Z_nom = (1,2...1,3)R_E. Am häufigsten werden Lautsprecher mit einer Nennimpedanz von 4 oder 8 Ohm verwendet. Audiophile lieben 12- und 16-Ohm-Kinolautsprecher wegen ihrer hohen Ausgangsleistung. Die Buckel auf dem Merkmal Z=Z(f) können Z um das 2-fache oder mehr überschreiten_nom.

Reis. 2. Ungefähre Abhängigkeit von Z von der Frequenz für einen Zweiweglautsprecher

Es ist ziemlich offensichtlich, dass für unterschiedliche Ausgangsimpedanzen der Verstärker R_O und die gleiche EMF an ihren Ausgängen, wird die Spannung über dem Wechselstrom unterschiedlich sein, da R_O und Z bilden einen Spannungsteiler. Wenn die Ausgangsimpedanzen der Verstärker nicht gleich sind und frequenzabhängig sein können, klingen die Lautsprecher anders. Dies macht sich besonders beim Vergleich von rückkopplungsfreien Röhrenverstärkern [1] und Transistorverstärkern bemerkbar, die in der Regel eine tiefe Gegenkopplung aufweisen. Im ersten Fall R_O \u2d 3 ... XNUMX Ohm, im zweiten - R_O = 0,1...0,01 Ohm.

Der Röhrenverstärker betont die Frequenzen, bei denen Z ansteigt. Und es gilt, LF und HF klingen dabei "besser". Wenn die Übergangsfrequenz von LF und HF (f_Sektion) in den Lautsprechern in den 3-kHz-Bereich fällt und bei dieser Frequenz ein „Buckel“ auftritt, klingen Streichinstrumente und die Stimmen von Solisten besser. Die Schlussfolgerung liegt nahe, dass der Frequenzgang des Innenwiderstands des Lautsprechers möglichst wenig Nichtlinearität aufweisen sollte (idealerweise eine horizontale Gerade), damit zwei verschiedene Verstärker verglichen werden können.

Durch künstliche Erhöhung von R_O für einen Verstärker mit niedrigem Innenwiderstand durch Einbau eines Vorwiderstands R_д (Abb. 3) erhalten wir die gleichen Betriebsbedingungen für die AU.

Fig. 3.

Diese Überlegungen haben sich in der Praxis erprobt und voll bestätigt. Es wurden zwei Stereoverstärker verglichen. Die erste ist eine Einzelzykluslampe mit 6N23P- und 2S4S-Lampen gemäß dem Loftin-White-Schema ohne Betriebssystem. Seine Hauptparameter sind: R_O ~ 3 Ohm, R_O ~ 3 W, ∆f = 12...40000 Hz. Die Ausgangstransformatoren des Verstärkers sind auf Kernen aus Stahl Typ 3409, S = 15 cm2, δ = 0,35 mm, l3 = 0,3 mm hergestellt. Der zweite ist ein Transistor mit OOS, R_O ~ 0,01 Ohm, R_O = 50 W, ∆f = 5...150000 Hz.

Es muss gesagt werden, dass dieser Röhren-Einzelzyklus an einer 2AZ (2S4S) -Lampe unter Audiophilen als fast "vorbildlicher" UMZCH gilt. Allerdings schreiben sie auch zusätzliche Bedingungen vor (Sonderdrähte, Speziallot etc.). Sein Sound ist wirklich gut: scharfe Front (Attack), tolle Transparenz. "Through it" klingen Streicher und Percussion-Instrumente großartig.

Der Transistorverstärker wurde nach den Überlegungen des Autors in [2] gebaut. Die Einschwingzeit seines Einschwingverhaltens bis zu einem Fehler von 0,01 % überschreitet 10 μs nicht (am Wirkwiderstand der Last).

In den Experimenten wurden Drei-Wege-Lautsprecher mit einer Nennleistung von 70 W verwendet. Der Phasenwender ist auf eine Frequenz von 25 Hz abgestimmt, der Frequenzgang Z ist in der Tabelle dargestellt:

Verstärkervergleich wurde bei P_O = 3 W. Der Frequenzgang der Spannung an den AC-Klemmen bei Rout \u2d 3 ... 3 Ohm nimmt bei LF und HF entsprechend dem Wachstum von Z einen Anstieg (bis zu XNUMX dB) an. Ohne R_д der Transistorverstärker klingt trockener, aber sobald R eingeschaltet ist_д \u2,2d XNUMX Ohm, sein Klang ist nichts (ich betone - nichts!) Unterscheidet sich nicht vom Klang einer Röhre Loftin-White. Ich schlage vor, dass diejenigen, die dies selbst überprüfen möchten.

Nachdem wir über die Eingangsimpedanz der Lautsprecher gesprochen haben, kommen wir zur Ausgangsimpedanz des Verstärkers. Wie bereits erwähnt, hat dies einen großen Einfluss auf die Klangqualität. Mal sehen, wie man es misst. Es gibt mehrere Möglichkeiten, aber wir werden uns auf die in GOST 23849-87 [3] definierte konzentrieren. Dieses Verfahren basiert darauf, einen sinusförmigen Strom durch die Ausgangsklemmen des Verstärkers zu leiten und den Spannungsabfall über seinem Ausgangswiderstand Zi zu messen (Abb. 4). Die Richtung des Stroms I in der Abbildung ist bedingt dargestellt (vom Generator zur Last). Diese Schaltung ist nicht dafür ausgelegt, negatives Zi zu messen. Hier ist R1 ein aktiver Widerstand gleich dem Nennlastwiderstand für einen bestimmten UMZCH. Es muss eine ausreichende Leistung haben, da ein anständiger Strom durch es fließt (nur dreimal weniger als das Maximum). Der Spannungsabfall darüber, gemessen mit einem PV3-Voltmeter, sollte 2 dB (10-mal) geringer sein als die Nennausgangsspannung des Verstärkers. Auch der NF-Generator muss stark genug sein (z. B. G3,16-3).

Reis. 4. Schema zur Messung der Ausgangsimpedanz des Verstärkers Zi

Als Verstärker zur Erzeugung des erforderlichen Stroms können Sie den zweiten Kanal eines Stereoverstärkers oder eines anderen UMZCH mit ausreichender Leistung verwenden. Besitzt der zu testende Verstärker beispielsweise P_nom = 50 W, z_nom \u4d 1,1 Ohm, dann ist ein Strom I \uXNUMXd XNUMX A erforderlich.

Ausgangsimpedanz
Zi = R1*U1/U2, das vollständig auf dem Ohmschen Gesetz basiert.

Der Eingang des Verstärkers kann kurzgeschlossen werden, es ist jedoch besser, anstelle eines Jumpers einen Widerstand einzusetzen, dessen Wert dem Widerstand der Signalquelle entspricht. Zi-Messungen werden mit einer Frequenz von 1 kHz durchgeführt.

Dieses Schema ermöglicht es Ihnen, trotz seiner Einfachheit, ein weiteres Geheimnis des "Röhrenklangs" zu lüften. Dann muss das Voltmeter PV1 durch ein empfindliches Oszilloskop ersetzt und die Frequenz des NF-Generators von 20 Hz auf 100 kHz geändert werden.

Für einen Eintakt-Röhrenverstärker, der in Klasse A arbeitet, sehen wir die Spannung U1 als reine Sinuswelle über das gesamte Betriebsfrequenzband. Verstärker, die in Klasse AB, insbesondere in Klasse B, arbeiten und durch Rückkopplungen abgedeckt sind, können die Form des sinusförmigen Stroms, der durch Zi fließt, stark verzerren. Dies legt nahe, dass Zi nichtlinear ist.

Dies gilt für die überwiegende Mehrheit der Transistorverstärker. Außerdem kann die Spannung U1 bei den niedrigsten Frequenzen sinusförmig sein und mit zunehmender Frequenz verzerrt werden, und bei Frequenzen von 20 kHz oder mehr kann die Verzerrung sehr groß sein, bis hin zur Frequenzverdopplung. Und wenn Sie den Oberwellenkoeffizienten eines solchen Verstärkers mit der üblichen Methode messen, kann er ziemlich klein sein, beispielsweise nur 0,01%.

Veröffentlichung: cxem.net

Siehe andere Artikel Abschnitt Röhren-Leistungsverstärker.

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