แอมพลิฟายเออร์หลอด: คุณสมบัติและหลักการทำงาน

พวกเราหลายคนเคยได้ยินเกี่ยวกับ "เสียงหลอด" และสงสัยว่าทำไมคนรักดนตรีจากทั่วทุกมุมโลกในปัจจุบันจึงชอบฟังเพลงกับพวกเขา

คุณสมบัติของอุปกรณ์เหล่านี้คืออะไรข้อดีและข้อเสียของพวกเขาคืออะไร?

วันนี้เราจะมาพูดถึงวิธีการเลือกแอมป์หลอดคุณภาพที่เหมาะสมกัน

แอมพลิฟายเออร์หลอดสุญญากาศใช้เพื่อเพิ่มคุณสมบัติกำลังของสัญญาณไฟฟ้าแบบแปรผันโดยใช้หลอดวิทยุ

หลอดวิทยุเช่นเดียวกับองค์ประกอบอิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ มีประวัติอันยาวนาน ตลอดหลายปีที่ผ่านมาตั้งแต่การสร้างสรรค์จนถึงปัจจุบัน มีวิวัฒนาการที่สำคัญของเทคโนโลยี ทุกอย่างเริ่มต้นเมื่อต้นศตวรรษที่ 20 และความเสื่อมโทรมของสิ่งที่เรียกว่า "ยุคหลอด" ลดลงในยุค 60 ตอนนั้นเองที่การพัฒนาล่าสุดเห็นแสงสว่างและในไม่ช้าทรานซิสเตอร์ที่ทันสมัยและราคาถูกกว่าก็เริ่มพิชิต ตลาดวิทยุทุกที่

หลอดชนิดแรกที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับแอมพลิฟายเออร์คือไตรโอด หมายเลขสามในชื่อของพวกเขาปรากฏขึ้นด้วยเหตุผล - นี่คือจำนวนเอาต์พุตที่ใช้งานอยู่ หลักการทำงานขององค์ประกอบนั้นง่ายมาก: ระหว่างแคโทดกับขั้วบวกของหลอดวิทยุ แหล่งของกระแสไฟฟ้าเชื่อมต่อแบบอนุกรมและขดลวดเริ่มต้นของหม้อแปลงไฟฟ้าถูกสร้างขึ้น และเสียงจะเชื่อมต่อกับ ขดลวดทุติยภูมิถัดไป คลื่นเสียงถูกนำไปใช้กับกริดของหลอดวิทยุในขณะที่แรงดันไฟฟ้าถูกนำไปใช้กับตัวต้านทานกระแสของอิเล็กตรอนจะผ่านระหว่างแอโนดและแคโทด กริดที่วางไว้ระหว่างกัน จะส่งสัญญาณออกสตรีมนี้ และด้วยเหตุนี้ จึงเปลี่ยนทิศทาง ระดับ และกำลังของสัญญาณอินพุต

ในระหว่างการทำงานของไตรโอดในสาขาต่างๆ จำเป็นต้องปรับปรุงคุณลักษณะทางเทคนิคและการปฏิบัติงาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งหนึ่งในนั้นคือความจุของปริมาณงานซึ่งพารามิเตอร์ที่จำกัดความถี่ที่เป็นไปได้ของการทำงานของหลอดวิทยุอย่างมีนัยสำคัญ เพื่อที่จะแก้ปัญหานี้ วิศวกรได้สร้าง tetrodes ซึ่งเป็นหลอดวิทยุที่มีอิเล็กโทรดสี่ขั้วอยู่ภายในโครงสร้าง เนื่องจากหลอดที่สี่ใช้ตะแกรงป้องกันที่แทรกระหว่างขั้วบวกกับกริดควบคุมหลัก

สิ่งนี้ทำให้นักพัฒนาพอใจอย่างสมบูรณ์ในขณะนั้น เป้าหมายหลักของพวกเขาคือการสร้างอุปกรณ์ที่อนุญาตให้เครื่องรับทำงานในช่วงความถี่คลื่นสั้น อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ยังคงทำงานกับอุปกรณ์นี้ต่อไป พวกเขาใช้วิธีเดียวกันทุกประการ กล่าวคือ พวกเขาเพิ่มตาข่ายอีกอันหนึ่งในห้าเข้าไปในโครงสร้างการทำงานของหลอดวิทยุ และวางไว้ระหว่างขั้วบวกกับตาข่ายป้องกัน นี่เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อดับการเคลื่อนที่ย้อนกลับของอิเล็กตรอนในทิศทางจากขั้วบวกไปยังกริดเอง ด้วยการแนะนำองค์ประกอบเพิ่มเติมนี้ กระบวนการจึงถูกระงับ ดังนั้นพารามิเตอร์เอาต์พุตของหลอดไฟจึงกลายเป็นเส้นตรงมากขึ้นและกำลังเพิ่มขึ้น นี่คือที่มาของเพนโทเดส พวกเขาถูกนำมาใช้ในอนาคต

ก่อนที่จะพูดถึงข้อดีและข้อเสียของแอมป์หลอด คุณควรศึกษารายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับตำนานและความเข้าใจผิดที่มีอยู่ในหมู่คนรักดนตรีไม่เป็นความลับที่ผู้ชื่นชอบดนตรีคุณภาพสูงหลายคนมีข้อสงสัยและไม่ไว้วางใจอุปกรณ์ดังกล่าว

แอมพลิฟายเออร์หลอดมีความเปราะบาง

อันที่จริงข้อความดังกล่าวไม่ได้รับการยืนยันอย่างเด็ดขาด ท้ายที่สุดคุณจะไม่ใช้เครื่องบันทึกเทปในยุค 60 ของศตวรรษที่ผ่านมา แต่เป็นอุปกรณ์ที่ทันสมัยคุณภาพสูงในการสร้างซึ่งวิศวกรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับความน่าเชื่อถือของหน่วยโครงสร้าง องค์ประกอบทั้งหมดที่ใช้ในการสร้างแอมพลิฟายเออร์ผ่านการคัดเลือกที่เข้มงวดที่สุดและได้รับการออกแบบมาเพื่อการใช้งานที่ใช้งานได้เป็นเวลา 10-15,000 ชั่วโมงและหากคุณใช้งานโดยไม่มีความคลั่งไคล้อุปกรณ์ดังกล่าวจะมีอายุการใช้งานเกือบตลอดไป

หลอดมีเบสน้อยเกินไป

อย่างที่พวกเขาพูดมานานแล้วและไม่เป็นความจริง เวลาที่ผู้ผลิตประหยัดหม้อแปลงไฟฟ้าหมดไปนานแล้ว ผู้ผลิตสมัยใหม่ใช้เหล็กคุณภาพสูงและวิธีการที่ไฮเทคในการจัดวางผลิตภัณฑ์ของตนเท่านั้น

หลอดไฟสามารถเปลี่ยนเสียงได้

เราเห็นด้วยกับหลายสิ่งหลายอย่างที่นี่ ใช่ หลอดวิทยุมีโทนเสียงของตัวเอง ดังนั้นเมื่อสร้างมันขึ้นมา นักพัฒนาจึงต้องมีประสบการณ์มากมายกับการออกแบบและความรู้เกี่ยวกับหลักการทำงานของพวกเขา เรารับรองกับคุณว่าในตัวต้านทานคุณภาพ การจับโทนสีเดียวหรืออย่างอื่นค่อนข้างยาก

ราคาของตัวรับหลอดนั้นเทียบได้กับราคาของรถยนต์

สิ่งนี้ไม่เป็นความจริงทั้งหมด เนื่องจากมีหลายอย่างขึ้นอยู่กับผู้ผลิต ยิ่งเขาสร้างแอมพลิฟายเออร์ของเขาอย่างระมัดระวังและรอบคอบมากขึ้นเท่าใด ต้นทุนของผลิตภัณฑ์ก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น

แอมพลิฟายเออร์หลอดมีข้อดีหลายประการ ข้อเท็จจริงบางอย่างพูดถึงอุปกรณ์ดังกล่าว

• ความเรียบง่ายสัมพัทธ์ของการออกแบบ... หลักการทำงานของอุปกรณ์เหล่านี้ง่ายกว่ารุ่นประเภทอินเวอร์เตอร์มาก ตามลำดับ ความเป็นไปได้ของการซ่อมแซมและต้นทุนในกรณีนี้จะทำกำไรได้มากกว่า
• การทำสำเนาเสียงที่ไม่เหมือนใครเนื่องจากเอฟเฟกต์เสียงจำนวนมาก รวมถึงช่วงไดนามิกขนาดใหญ่ การเปลี่ยนภาพที่ราบรื่นเพิ่มขึ้น และโอเวอร์ไดรฟ์ที่น่าพึงพอใจ
• ความต้านทานไฟฟ้าลัดวงจร ภายใต้อิทธิพลของความผันผวนของอุณหภูมิ
• ไม่มีฟู่ ปกติสำหรับเครื่องขยายเสียงเซมิคอนดักเตอร์
• การออกแบบอย่างมีสไตล์, ต้องขอบคุณแอมพลิฟายเออร์ที่จะเข้ากับการตกแต่งภายในที่หลากหลายได้อย่างกลมกลืน

อย่างไรก็ตาม ไม่อาจกล่าวได้ว่าแอมพลิฟายเออร์หลอดเป็นจุดสนใจของข้อดีบางประการ โคมไฟยังมีข้อเสีย:

• ขนาดที่น่าประทับใจและน้ำหนักที่มั่นคงเนื่องจากหลอดไฟมีขนาดใหญ่กว่าทรานซิสเตอร์มาก
• ระดับเสียงรบกวนสูงระหว่างการทำงานของอุปกรณ์
• ในการเข้าถึงโหมดการทำงานที่เหมาะสมที่สุดของการสร้างเสียง หลอดไฟต้องใช้เวลาในการอุ่นเครื่องก่อน
• อิมพีแดนซ์เอาต์พุตที่เพิ่มขึ้น ปัจจัยนี้จำกัดช่วงการใช้งานของระบบเสียงที่สามารถรวมแอมพลิฟายเออร์หลอดได้ในระดับหนึ่ง
• น้อยกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับแอมพลิฟายเออร์เซมิคอนดักเตอร์ความเป็นเส้นตรง
• การสร้างความร้อนเพิ่มขึ้น
• การใช้พลังงานสูง
• ประสิทธิภาพไม่เกิน 10%

อย่างไรก็ตาม สีสันเฉพาะตัวที่ได้รับจากการใช้อุปกรณ์ดังกล่าวจะช่วยชดเชยข้อเสียทั้งหมดข้างต้นเป็นส่วนใหญ่

กลับไปที่ประวัติของเครื่องขยายเสียงหลอด โครงสร้างทุกประเภทข้างต้นในรูปแบบเดียวหรืออย่างอื่นได้พบการใช้งานในอุปกรณ์เครื่องเสียงที่ทันสมัย เป็นเวลาหลายปีที่วิศวกรเสียงมองหาวิธีใช้งานและเข้าใจอย่างรวดเร็วว่าส่วนของการรวมตะแกรงคัดกรองของเพนโทดเข้ากับวงจรการทำงานของแอมพลิฟายเออร์เป็นเครื่องมือที่สามารถเปลี่ยนลักษณะการทำงานได้อย่างสิ้นเชิง .

เมื่อกริดเชื่อมต่อกับแคโทด จะได้ระบบเพนโทดทั่วไป แต่ถ้าคุณเปลี่ยนเป็นขั้วบวก เพนโทดนี้จะทำงานเป็นไตรโอด... ด้วยวิธีนี้ทำให้สามารถรวมแอมพลิฟายเออร์สองประเภทในการออกแบบเดียวพร้อมความสามารถในการเปลี่ยนตัวเลือกโหมดการทำงาน

ในช่วงกลางของศตวรรษที่ผ่านมา วิศวกรชาวอเมริกันได้เสนอให้เชื่อมต่อโครงข่ายนี้ด้วยวิธีใหม่ที่เป็นพื้นฐาน โดยนำไปสู่ก๊อกตรงกลางของขดลวดหม้อแปลงเอาท์พุท

ดังนั้น ด้วยโหมดของหลอดวิทยุ อันที่จริง สิ่งเดียวกันก็เกิดขึ้นกับคลาสของแอมพลิฟายเออร์ เมื่อการเชื่อมต่อของหมวดหมู่ A และ B ทำหน้าที่เป็นแรงผลักดันสำหรับการสร้างคลาสรวมของประเภท AB ซึ่งรวม ด้านที่ดีที่สุดของทั้งสองก่อนหน้านี้

แอมพลิฟายเออร์หลอดแบบปลายเดียวและแบบผลักดึงขึ้นอยู่กับรูปแบบการทำงานของอุปกรณ์

การออกแบบแบบปลายเดียวถือว่าล้ำหน้ากว่าในแง่ของคุณภาพการสร้างเสียง วงจรอย่างง่าย จำนวนองค์ประกอบขยายขั้นต่ำ เช่น หลอด และเส้นทางสัญญาณสั้นช่วยให้มั่นใจได้ถึงคุณภาพเสียงสูงสุด

อย่างไรก็ตาม ข้อเสียคือกำลังขับที่ลดลง ซึ่งอยู่ในช่วง 15 กิโลวัตต์ ซึ่งทำให้ข้อจำกัดในแง่ของการเลือกอะคูสติกค่อนข้างเข้มงวด แอมพลิฟายเออร์ถูกรวมเข้ากับอุปกรณ์ที่มีความไวสูงเท่านั้น ซึ่งมีอยู่ในระบบลำโพงแบบฮอร์น เช่นเดียวกับในรุ่นคลาสสิกหลายรุ่น เช่น Tannoy, Audio Note, Klipsch

เมื่อเทียบกับแอมพลิฟายเออร์ push-pull แบบ single-ended ให้เสียงที่หยาบกว่าเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม พลังของมันนั้นสูงกว่ามาก ซึ่งทำให้สามารถทำงานร่วมกับระบบลำโพงสมัยใหม่จำนวนมากได้

โดยทั่วไป ผู้ใช้ชอบแอมป์หลอดของญี่ปุ่นและรัสเซีย โมเดลที่ซื้อได้อันดับต้น ๆ มีลักษณะเช่นนี้

Audio Note Ongaku มีลักษณะดังต่อไปนี้:

• กลไกหลอดสเตอริโออินทิกรัล
• กำลังต่อช่อง - 18 W;
• คลาสเอ

ตามความคิดเห็นของผู้ใช้ ตัวต้านทานญี่ปุ่นตัวนี้ถือว่าดีที่สุดตัวหนึ่งในตลาดปัจจุบัน... จากข้อบกพร่องมีเพียงค่าใช้จ่ายสูงเท่านั้นป้ายราคาสำหรับเครื่องขยายเสียงเริ่มต้นที่ 500,000 รูเบิล

Magnat MA 600 มีข้อดีดังต่อไปนี้:

• กลไกหลอดสเตอริโออินทิกรัล
• กำลังต่อช่อง - 70 W;
• การปรากฏตัวของเวทีท่วงทำนอง;
• อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนภายใน 98 dB;
• ควบคุมจากรีโมทคอนโทรล

McIntosh MC275 มีตัวเลือกดังต่อไปนี้:

• ตัวต้านทานหลอด
• กำลังต่อช่อง - 75 W;
• ระดับสัญญาณ / เสียงรบกวน - 100 dB;
• อัตราการบิดเบือนฮาร์มอนิก - 0.5%

ทุกวันนี้ อุตสาหกรรมมีอุปกรณ์ประเภทท่อหลายรุ่น ทั้งรุ่นไม่มีหม้อแปลงและไฮบริด รุ่นสามทางและสองทาง แรงดันต่ำ และความถี่ต่ำสำหรับใช้ในบ้านและในระดับมืออาชีพมีวางจำหน่ายแล้ว

เพื่อค้นหาแอมพลิฟายเออร์หลอดที่เหมาะสมที่สุดสำหรับลำโพงของคุณ คุณต้องใส่ใจกับปัจจัยบางอย่าง

สำหรับการแก้ปัญหาที่ต้องเผชิญกับตัวต้านทานหลอด พารามิเตอร์กำลังที่เหมาะสมจะอยู่ที่ระดับ 35 W แม้ว่าผู้รักเสียงเพลงจำนวนมากยินดีเพียงการเพิ่มพารามิเตอร์เป็น 50 W เท่านั้น

ช่วงที่เหมาะสมที่สุดคือ 20 ถึง 20,000 เฮิรตซ์ เนื่องจากเป็นลักษณะเฉพาะของการได้ยินของมนุษย์ วันนี้อุปกรณ์หลอดเกือบทั้งหมดในตลาดมีพารามิเตอร์ดังกล่าวอย่างแน่นอนในภาค Hi-End การค้นหาอุปกรณ์ที่ไม่สามารถเข้าถึงค่าเหล่านี้ไม่ใช่เรื่องง่าย แต่เมื่อซื้อเครื่องขยายสัญญาณหลอดต้องแน่ใจว่าได้ตรวจสอบช่วงความถี่ใด ฟังได้....

พารามิเตอร์ความผิดเพี้ยนของฮาร์มอนิกมีความสำคัญพื้นฐานเมื่อเลือกอุปกรณ์ เป็นที่น่าพอใจ เพื่อให้ค่าของพารามิเตอร์ไม่เกิน 0.6% และโดยทั่วไป ยิ่งค่านี้ต่ำเท่าใด คุณก็จะได้รับเสียงคุณภาพสูงขึ้นที่เอาต์พุต

แน่นอนว่าราคาของผลิตภัณฑ์คุณภาพสูงดังกล่าวจะสูงขึ้นอย่างหาที่เปรียบไม่ได้เมื่อเทียบกับรุ่นของคู่แข่ง แต่สำหรับผู้รักเสียงเพลงจำนวนมาก ค่าใช้จ่ายมักเป็นปัญหารอง

เครื่องรับส่วนใหญ่รักษาอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน ภายใน 90 เดซิเบลถือว่า ยิ่งพารามิเตอร์นี้มากเท่าไหร่ ระบบก็จะยิ่งทำงานได้ดีขึ้น... ผู้ผลิตบางรายยังให้อัตราส่วนที่สัญญาณอ้างอิงถึงสัญญาณรบกวนด้วยอัตราส่วน 100

นี่เป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญ แต่ก็ยังเป็นตัวบ่งชี้รอง คุณสามารถใส่ใจได้ก็ต่อเมื่อ หากตัวบ่งชี้ข้างต้นทั้งหมดมีพารามิเตอร์อื่นที่เท่าเทียมกัน

และแน่นอน เมื่อซื้ออุปกรณ์หลอดไฟ ปัจจัยส่วนตัวบางอย่างก็มีบทบาทสำคัญ เช่น การออกแบบ การสร้างคุณภาพ ตลอดจนการยศาสตร์และระดับของการสร้างเสียง ในกรณีนี้ ผู้ซื้อจะเลือกตามความชอบส่วนบุคคล

เมื่อเลือกพารามิเตอร์กำลังขับต้องคำนึงถึงขนาดของห้องด้วย เช่น ในห้องขนาด 15 ตร.ม. ม. จะมีลักษณะกำลังไฟฟ้าเกินพอ 30-50 W แต่ห้องโถงที่กว้างขวางกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากคุณวางแผนที่จะใช้เครื่องขยายเสียงพร้อมลำโพงคู่หนึ่ง คุณต้องมีเทคนิคที่กำลังไฟ 80 วัตต์

ในการกำหนดค่าแอมพลิฟายเออร์หลอด คุณต้องซื้อมิเตอร์พิเศษ - มัลติมิเตอร์ และหากคุณกำลังตั้งค่าอุปกรณ์ระดับมืออาชีพ คุณควรซื้อออสซิลโลสโคปเพิ่มเติม รวมทั้งเครื่องกำเนิดความถี่เสียงด้วย

คุณควรเริ่มการตั้งค่าอุปกรณ์โดยการตั้งค่าพารามิเตอร์แรงดันไฟฟ้าที่แคโทดของไตรโอดคู่ ควรตั้งค่าภายใน 1.3-1.5V กระแสในส่วนเอาต์พุตของ tetrode ลำแสงควรอยู่ในทางเดินจาก 60 ถึง 65mA

ตัวต้านทานอื่น ๆ ทั้งหมดที่ระบุไว้ในไดอะแกรมสามารถนำมาใช้ได้ทุกประเภท แต่ควรให้ความสำคัญกับรุ่น C2-14

เช่นเดียวกับในพรีแอมพลิฟายเออร์ ตัวเก็บประจุแบบแยก C3 ถือเป็นส่วนประกอบพื้นฐาน หากไม่ได้อยู่ในมือ คุณสามารถใช้ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มของโซเวียต K73-16 หรือ K40U-9 ได้ แม้ว่าจะแย่กว่าของนำเข้าเล็กน้อยก็ตาม เพื่อการทำงานที่ถูกต้องของวงจรทั้งหมด ข้อมูลจะถูกเลือกโดยมีกระแสไฟรั่วต่ำสุด

วิธีทำแอมป์หลอดด้วยมือของคุณเองดูด้านล่าง