Buizenversterkers: kenmerken en werkingsprincipe

Velen van ons hebben gehoord over "buizengeluid" en vroegen zich af waarom muziekliefhebbers van over de hele wereld tegenwoordig liever met hen naar muziek luisteren.

Wat zijn de kenmerken van deze apparaten, wat zijn hun voor- en nadelen?

Vandaag zullen we het hebben over het kiezen van de juiste kwaliteit buizenversterker.

Een vacuümbuizenversterker wordt gebruikt om de vermogenskarakteristieken van variabele elektrische signalen te vergroten met behulp van radiobuizen.

Radiobuizen hebben, net als veel andere elektronische componenten, een zeer rijke geschiedenis. In de loop der jaren, vanaf hun oprichting tot op de dag van vandaag, heeft de technologie een grote evolutie doorgemaakt. Het begon allemaal aan het begin van de 20e eeuw, en het verval van het zogenaamde "buizentijdperk" viel in de jaren 60, het was toen dat de nieuwste ontwikkeling het licht zag, en al snel begonnen modernere en goedkopere transistors te veroveren overal de radiomarkt.

Het allereerste type buizen dat speciaal voor versterkers is ontworpen, waren triodes. De nummer drie in hun naam verscheen niet voor niets - dit is het aantal actieve uitgangen dat ze hebben. Het werkingsprincipe van de elementen is heel eenvoudig: tussen de kathode en de anode van de radiobuis wordt een elektrische stroombron in serie geschakeld en wordt de initiële wikkeling van de transformator gemaakt, en de akoestiek is al verbonden met de volgende secundaire wikkeling. De geluidsgolf wordt aangebracht op het rooster van de radiobuis, op het moment dat de spanning op de weerstanden wordt aangelegd, gaat een stroom elektronen tussen de anode en kathode. Het rooster, dat ertussen is geplaatst, voert deze stroom uit en verandert dienovereenkomstig de richting, het niveau en het vermogen van het ingangssignaal.

Tijdens het gebruik van triodes op verschillende gebieden ontstond de behoefte om hun technische en operationele kenmerken te verbeteren. Een daarvan was met name de doorvoercapaciteit, waarvan de parameters de mogelijke werkingsfrequentie van de radiobuizen aanzienlijk beperkten. Om dit probleem op te lossen, creëerden ingenieurs tetrodes - radiobuizen met vier elektroden in hun structuur, terwijl de vierde werd gebruikt als een afschermingsrooster dat tussen de anode en het hoofdstuurrooster werd geplaatst.

Dit stelde de ontwikkelaars in die tijd volledig tevreden, hun belangrijkste doel was om een ​​apparaat te maken waarmee ontvangers in het kortegolffrequentiebereik zouden kunnen werken. Wetenschappers bleven echter aan de apparatuur werken, ze gebruikten precies dezelfde benadering - dat wil zeggen, ze voegden een ander, vijfde, gaas toe aan de werkstructuur van de radiobuis en plaatsten het tussen de anode en het afschermende gaas. Dit was nodig om de omgekeerde beweging van elektronen in de richting van de anode naar het rooster zelf te doven. Dankzij de introductie van dit extra element werd het proces opgeschort, waardoor de uitgangsparameters van de lamp meer lineair werden en het vermogen toenam. Zo zijn pentoden ontstaan. Ze werden in de toekomst gebruikt.

Voordat we het hebben over de voor- en nadelen van buizenversterkers, is het de moeite waard om dieper in te gaan op de mythen en misvattingen die onder muziekliefhebbers bestaan.Het is geen geheim dat veel liefhebbers van hoogwaardige muziek twijfels hebben en erg wantrouwend staan ​​tegenover dergelijke apparaten.

Buizenversterkers zijn kwetsbaar.

In feite wordt een dergelijke verklaring absoluut op geen enkele manier bevestigd. U gebruikt tenslotte geen bandrecorder uit de jaren 60 van de vorige eeuw, maar hoogwaardige moderne apparatuur, bij het maken waarvan ingenieurs speciale aandacht besteden aan de betrouwbaarheid van structurele eenheden. Alle elementen die worden gebruikt om versterkers te maken, voldoen aan de strengste selectie en zijn ontworpen voor actieve werking gedurende 10-15 duizend uur, en als je ze zonder fanatisme gebruikt, gaat dergelijke apparatuur bijna voor altijd mee.

De buis heeft te weinig bas.

Zoals ze zeggen, het was lang geleden en niet waar. De tijd dat fabrikanten bespaarden op transformatoren zijn allang voorbij, moderne fabrikanten gebruiken alleen ijzer van hoge kwaliteit en hightech benaderingen om hun producten samen te stellen.

Lampen kunnen het geluid veranderen.

We zijn het hier over veel dingen eens. Ja, radiobuizen hebben hun eigen tone of voice, dus de ontwikkelaar moet bij het maken ervan veel ervaring hebben met dergelijke ontwerpen en kennis van de principes van hun werking. We verzekeren u dat het in een kwaliteitsweerstand vrij moeilijk zal zijn om een ​​of andere tonaliteit vast te leggen.

De prijs van een buizenontvanger is vergelijkbaar met die van een auto.

Dit is niet helemaal waar, want veel hangt af van de fabrikant: hoe zorgvuldiger en nauwgezetter hij zijn versterker gaat maken, hoe hoger de kosten van het product zullen zijn.

Buizenversterkers hebben veel voordelen; sommige feiten spreken in het voordeel van dergelijke apparatuur.

• Relatieve eenvoud van het ontwerp... Het werkingsprincipe van deze apparaten is veel eenvoudiger dan dat van modellen van het omvormertype, respectievelijk de mogelijkheid van reparatie en de kosten ervan zijn in dit geval veel winstgevender.
• Unieke geluidsweergavedankzij een aantal audio-effecten, waaronder een groot dynamisch bereik, verhoogde vloeiende overgangen en aangename overdrive.
• Kortsluiting weerstand: onder invloed van temperatuurschommelingen.
• Geen gesis typisch voor halfgeleiderversterkers.
• Stijlvol ontwerp, waardoor elke versterker harmonieus in verschillende interieurs past.

Er kan echter niet worden gezegd dat de buizenversterker de focus is van enkele voordelen. Lampen hebben ook hun nadelen:

• indrukwekkende afmetingen en solide gewicht, aangezien de lampen veel groter zijn dan transistors;
• hoog geluidsniveau tijdens de werking van de apparatuur;
• om de optimale werkingsmodus van geluidsweergave te bereiken, heeft de lamp enige tijd nodig om voor te verwarmen;
• verhoogde uitgangsimpedantie, deze factor beperkt tot op zekere hoogte het toepassingsgebied van akoestische systemen waarmee buizenversterkers kunnen worden gecombineerd;
• minder, in vergelijking met halfgeleiderversterkers, lineariteit;
• verhoogde warmteontwikkeling;
• hoog stroomverbruik;
• Het rendement is niet hoger dan 10%.

Desalniettemin compenseert de unieke sonische kleuring die wordt verkregen met het gebruik van dergelijke apparatuur grotendeels voor alle bovengenoemde nadelen.

Laten we teruggaan naar de geschiedenis van buizenversterkers. Alle bovengenoemde soorten structuren hebben in een of andere vorm hun toepassing gevonden in moderne audioapparatuur. Audio-ingenieurs hebben jarenlang gezocht naar manieren om ze te gebruiken en kwamen al snel tot het inzicht dat het onderdeel van het opnemen van het afschermingsrooster van de pentode in het bedieningscircuit van de versterker precies het instrument is dat de aard van zijn werking radicaal kan veranderen .

Wanneer het rooster op de kathode wordt aangesloten, wordt een typisch pentoderegime verkregen, maar als je hem omschakelt naar de anode, dan werkt deze pentode als een triode... Dankzij deze aanpak werd het mogelijk om twee soorten versterkers in één ontwerp te combineren met de mogelijkheid om de bedieningsmodusopties te wijzigen.

Halverwege de vorige eeuw deden Amerikaanse ingenieurs een voorstel om dit net op een fundamenteel nieuwe manier aan te sluiten, door het naar de tussenliggende aftakkingen van de uitgangstransformatorwikkeling te brengen.

Dus met de modi van radiobuizen gebeurde in feite hetzelfde als voorheen met de klassen van versterkers, toen de verbinding van de categorieën A en B een aanzet vormde voor de creatie van een gecombineerde klasse van het type AB, die de combinatie van de beste aspecten van beide voorgaande.

Afhankelijk van het werkingsschema van het apparaat, worden single-ended en push-pull buizenversterkers onderscheiden.

Single-ended ontwerpen worden beschouwd als geavanceerder in termen van geluidskwaliteit. Een eenvoudige schakeling, een minimaal aantal versterkerelementen, d.w.z. buizen, en een kort signaalpad zorgen voor geluid van de hoogste kwaliteit.

Het nadeel is echter het verminderde vermogen, dat in het bereik van 15 kW ligt. Dit maakt de beperking in termen van de keuze van akoestiek nogal streng, versterkers worden alleen gecombineerd met zeer gevoelige apparatuur, die beschikbaar is in hoornachtige luidsprekersystemen, evenals in verschillende klassieke modellen zoals Tannoy, Audio Note, Klipsch.

Vergeleken met single-ended push-pull versterkers klinken ze wat ruwer. Hun vermogen is echter veel hoger, wat het mogelijk maakt om samen te werken met een groot aantal moderne luidsprekersystemen.

Kortom, gebruikers geven de voorkeur aan Japanse en Russische buizenversterkers. De best gekochte modellen zien er zo uit.

Audio Note Ongaku heeft de volgende kenmerken:

• geïntegreerd stereobuismechanisme;
• vermogen per kanaal - 18 W;
• klasse A, eerste klasse.

Volgens gebruikersrecensies, deze Japanse weerstand wordt tegenwoordig als een van de beste op de markt beschouwd... Van de tekortkomingen worden alleen de hoge kosten opgemerkt, het prijskaartje voor de versterker begint bij 500 duizend roebel.

Magnat MA 600 heeft de volgende voordelen:

• geïntegreerd stereobuismechanisme;
• vermogen per kanaal - 70 W;
• de aanwezigheid van een phonotrap;
• signaal-ruisverhouding binnen 98 dB;
• bediening vanaf de afstandsbediening.

McIntosh MC275 bevat de volgende opties:

• buis weerstand;
• vermogen per kanaal - 75 W;
• signaal / ruisniveau - 100 dB;
• harmonische vervormingssnelheid - 0,5%.

Tegenwoordig biedt de industrie veel apparaten van het buistype, transformatorloze en hybride modellen, drieweg- en tweeweg-, laagspannings-, laagfrequente modellen die bedoeld zijn voor thuis en professioneel gebruik te koop zijn.

Om de optimale buizenversterker voor uw luidsprekers te vinden, je moet op bepaalde factoren letten.

Om de problemen van de buisweerstand op te lossen, zou een geschikte vermogensparameter een niveau van 35 W zijn, hoewel veel muziekliefhebbers alleen een verhoging van de parameter tot 50 W verwelkomen.

Het optimale bereik wordt geacht van 20 tot 20.000 Hz te zijn, omdat dit kenmerkend is voor het menselijk gehoor. Tegenwoordig hebben bijna alle buizenapparatuur op de markt precies dergelijke parameters, in de Hi-End-sector is het niet eenvoudig om apparatuur te vinden die deze waarden niet zou bereiken, maar controleer bij het kopen van een buizenversterker in welk frequentiebereik het kan klinken....

Harmonische vervormingsparameters zijn van fundamenteel belang bij het kiezen van een apparaat. Wenselijk zodat de waarde van de parameter niet groter is dan 0,6%, en in het algemeen geldt dat hoe lager deze waarde is, hoe hoger de geluidskwaliteit die u aan de uitgang zult ontvangen.

Natuurlijk wordt de prijs van dergelijke hoogwaardige producten onvergelijkbaar hoger in vergelijking met modellen van concurrenten, maar voor veel muziekliefhebbers zijn de kosten vaak een bijzaak.

De meeste ontvangers behouden een signaal-ruisverhouding binnen 90 dB, wordt aangenomen dat hoe groter deze parameter, hoe beter het systeem werkt... Sommige fabrikanten geven zelfs verhoudingen aan waarbij het signaal naar ruis wordt verwezen met een verhouding van 100.

Dit is een belangrijke indicator, maar nog steeds een secundaire, u kunt er alleen op letten als: als er voor alle bovenstaande indicatoren andere gelijke parameters zijn.

En natuurlijk spelen bij het kopen van lampapparatuur een aantal subjectieve factoren een belangrijke rol, bijvoorbeeld ontwerp, bouwkwaliteit, maar ook ergonomie en niveau van geluidsweergave. In dit geval maken kopers een keuze op basis van hun persoonlijke voorkeuren.

Houd bij het kiezen van de uitgangsvermogenparameters rekening met de afmetingen van de kamer. Bijvoorbeeld in een kamer van 15 m². m er zullen meer dan voldoende vermogenskarakteristieken zijn van 30-50 W, maar ruimere zalen, vooral als je van plan bent een versterker met een paar luidsprekers te gebruiken, heb je een techniek nodig waarbij het vermogen 80 watt is.

Om de buizenversterker te configureren, moet u een speciale meter aanschaffen - een multimeter, en als u professionele apparatuur instelt, moet u bovendien een oscilloscoop en een audiofrequentiegenerator aanschaffen.

U moet beginnen met het instellen van de apparatuur door de spanningsparameters in te stellen op de kathodes van de dubbele triode, deze moet binnen 1,3-1,5V worden ingesteld. De stroom in het uitgangsgedeelte van de bundeltetrode moet in de gang van 60 tot 65 mA zijn.

Alle andere weerstanden die in het diagram worden vermeld, kunnen van elk type worden genomen, maar het is beter om de voorkeur te geven aan de C2-14-modellen.

Net als in de voorversterker wordt de scheidingscondensator C3 als de basiscomponent beschouwd, als deze niet bij de hand is, kunt u de Sovjet-filmcondensatoren K73-16 of K40U-9 nemen, hoewel ze iets slechter zijn dan geïmporteerde. Voor een correcte werking van het gehele circuit worden de gegevens geselecteerd met een minimale lekstroom.

Hoe je met je eigen handen een buizenversterker maakt, zie hieronder.