Les secrets du son de la lampe. Dois-je construire un amplificateur à tubes ? Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Amplificateurs de puissance à tubes

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Dois-je construire un amplificateur à tubes ? Bien sûr, au moins pour savoir ce qu'est ce fameux "son à tube". Ceux qui ne peuvent pas le construire eux-mêmes l'achètent dans un magasin ou commandent un projet individuel. Mais tous les amplis sonnent différemment. Grâce aux efforts de milliers d'audiophiles, des moyens ont été esquissés pour construire des amplificateurs à tubes avec un son excellent. Ils ne cachent pas les résultats de leurs expériences, ils publient des magazines (par exemple, Vestnik A.R.A.), où ils publient des solutions de circuits réussies (et pas très!), En se concentrant sur des composants et des matériaux rares ou très coûteux. On accorde beaucoup moins d'attention aux questions de théorie dans ces publications, plus de "poussière jetée dans les yeux". Il est recommandé de sélectionner chaque élément de l'amplificateur et d'écouter, d'écouter ! Et maintenant, fou de conseils et d'écoute, le lecteur court déjà au marché et cherche des condensateurs à 100 dollars pièce ou un transformateur à 500, espérant entendre le fameux "son tube" avec leur aide.

Les entrepreneurs ont commencé à produire une variété d'amplificateurs à tubes et de KITs (ensembles de pièces) pour les besoins des assoiffés. Les usines produisant des appareils à électrovide produisent à nouveau des triodes à chauffage direct (2C4C, 6C4C, 300V, etc.). Des rapports curieux sont imprimés : Les membres de la « Société de M. Sakuma » (audiophiles japonais) ignorent les amplificateurs s'ils coûtent moins de 10000 XNUMX $. Bref, l'avis est bien établi que "le son à lampes" c'est bien ! Et pour beaucoup d'argent - encore mieux !

Comment les amplificateurs se comparent-ils en termes de son ? Bien sûr, écouter des enregistrements musicaux : disques, CD, cassettes. Dans ce cas, il faut permuter constamment plusieurs câbles, ce qui demande un certain temps. Compte tenu de la courte durée de la mémoire musicale, la comparaison n'est plus aussi fiable. Il est bien préférable de connecter la source du signal aux entrées des deux amplificateurs et de commuter leurs sorties sur les haut-parleurs à l'aide d'un interrupteur puissant.

Un schéma fonctionnel d'un tel chemin d'écoute est illustré à la fig. 1 (un canal illustré pour plus de simplicité).

Fig. 1.

Ici, la source d'information et les haut-parleurs sont les mêmes pour les deux amplificateurs. À l'aide des commandes RP1 et RP2, le même volume sonore de haut-parleur (AC) est réglé à différentes positions du commutateur SA1. L'indicateur de niveau PV1 peut être absent, mais il vaut mieux l'utiliser. Le schéma est simple et clair.

Cependant, si nous comparons des amplificateurs avec différentes impédances de sortie, des erreurs dans l'évaluation des amplificateurs sont inévitables. Quel est le problème ici? Et le fait est que les haut-parleurs, en règle générale, ont une résistance interne dépendant de la fréquence Z. Dans la fig. 2 montre un exemple de Z en fonction de la fréquence pour un haut-parleur à deux voies. L'inverseur de phase aux basses fréquences a deux pics au lieu d'un, mais cela ne change pas l'essence de la question. Si le courant alternatif est à trois voies, il peut y avoir plus de "bosses" sur la caractéristique Z(f). R_E - résistance du haut-parleur en courant continu, elle est approximativement égale à la résistance alternative "nominale", c'est-à-dire Z_nom = (1,2...1,3)R_E. Le plus souvent, des haut-parleurs avec une impédance nominale de 4 ou 8 ohms sont utilisés. Les audiophiles adorent les haut-parleurs de cinéma de 12 et 16 ohms pour leur rendement élevé. Les bosses sur la caractéristique Z=Z(f) peuvent dépasser Z de 2 fois ou plus_nom.

Riz. 2. Dépendance approximative de Z sur la fréquence pour un haut-parleur bidirectionnel

Il est bien évident que pour différentes impédances de sortie des amplificateurs R_O et la même FEM à leurs sorties, la tension aux bornes du courant alternatif sera différente, puisque R_O et Z forment un diviseur de tension. Si les impédances de sortie des amplificateurs ne sont pas les mêmes et qu'elles peuvent dépendre de la fréquence, les haut-parleurs auront un son différent. Cela est particulièrement visible lorsque l'on compare des amplificateurs à tubes sans rétroaction [1] et des amplificateurs à transistors, qui, en règle générale, ont une rétroaction négative profonde. Dans le premier cas R_O \u2d 3 ... XNUMX Ohm, dans la seconde - R_O = 0,1 ... 0,01 Ohm.

L'amplificateur à tube accentuera les fréquences auxquelles Z augmente. Et c'est valable, LF et HF sonnent "mieux". Si la fréquence de croisement de LF et HF (f_section) dans les haut-parleurs tombe sur la région de 3 kHz, et il y a une "bosse" à cette fréquence, alors les instruments à cordes et les voix des solistes sonnent mieux. La conclusion suggère d'elle-même que la réponse en fréquence de la résistance interne du haut-parleur doit avoir le moins de non-linéarité possible (idéalement une ligne droite horizontale) afin que deux amplificateurs différents puissent être comparés.

En augmentant artificiellement R_O pour un amplificateur à faible résistance interne en incluant une résistance série R_д (Fig. 3), on obtient les mêmes conditions opératoires pour l'UA.

Fig. 3.

Ces considérations ont été testées dans la pratique et pleinement confirmées. Deux amplificateurs stéréo ont été comparés. Le premier est une lampe, à cycle unique, sur lampes 6N23P et 2S4S, selon le schéma Loftin-White sans OS. Ses paramètres principaux sont : R_O ~ 3 ohms, R_O ~ 3 W, ∆f = 12...40000 Hz. Les transformateurs de sortie de l'amplificateur sont réalisés sur des noyaux en acier type 3409, S = 15 cm2, δ = 0,35 mm, l3 = 0,3 mm. Le second est transistor, avec OOS, R_O ~ 0,01 ohms, R_O = 50 W, ∆f = 5...150000 Hz.

Il faut dire que ce tube monocycle sur lampe 2AZ (2S4S) est considéré comme presque un UMZCH "exemplaire" chez les audiophiles. Certes, ils stipulent également des conditions supplémentaires (fils spéciaux, soudure spéciale, etc.). Son son est vraiment bon : un tranchant avant (attaque), une grande transparence. Les cordes et les instruments de percussion "Through it" sonnent bien.

L'amplificateur à transistor a été construit conformément aux considérations exposées par l'auteur dans [2]. Le temps d'établissement de sa réponse transitoire jusqu'à une erreur de 0,01% ne dépasse pas 10 μs (sur la résistance active de la charge).

Des haut-parleurs à trois voies avec une puissance nominale de 70 W ont été utilisés dans les expériences. L'inverseur de phase est réglé sur une fréquence de 25 Hz, la réponse en fréquence Z est indiquée dans le tableau :

La comparaison des amplificateurs a été effectuée à P_O = 3W. La réponse en fréquence de la tension aux bornes AC à Rout \u2d 3 ... 3 Ohm acquiert une augmentation (jusqu'à XNUMX dB) à LF et HF, conformément à la croissance de Z. Sans R_д l'ampli à transistor sonne plus sec, mais dès que R est allumé_д \u2,2d XNUMX Ohm, son son n'est rien (je souligne - rien!) Ne diffère pas du son d'un tube Loftin-White. Je suggère à ceux qui souhaitent vérifier cela par eux-mêmes.

Après avoir parlé de l'impédance d'entrée des enceintes, passons à l'impédance de sortie de l'amplificateur. Comme déjà noté, cela a un impact important sur la qualité sonore. Voyons donc comment le mesurer. Il existe plusieurs façons, mais nous nous concentrerons sur celle définie dans GOST 23849-87 [3]. Cette méthode est basée sur le passage d'un courant sinusoïdal à travers les bornes de sortie de l'amplificateur et la mesure de la chute de tension sur sa résistance de sortie Zi (Fig. 4). La direction du courant I sur la figure est indiquée conditionnellement (du générateur à la charge). Ce circuit n'est pas conçu pour mesurer le Zi négatif. Ici R1 est une résistance active égale à la résistance de charge nominale pour un UMZCH donné. Il doit être d'une puissance suffisante, car un courant décent le traverse (seulement 3 fois moins que le maximum). La chute de tension à ses bornes, mesurée avec un voltmètre PV2, doit être inférieure de 10 dB (3,16 fois) à la tension de sortie nominale de l'amplificateur. Le générateur AF doit également être suffisamment puissant (par exemple, G3-109).

Riz. 4. Schéma de mesure de l'impédance de sortie de l'amplificateur Zi

En tant qu'amplificateur pour créer le courant nécessaire, vous pouvez utiliser le deuxième canal d'un amplificateur stéréo ou tout autre UMZCH de puissance suffisante. Si l'amplificateur sous test a, par exemple, P_nom = 50 W, Z_nom \u4d 1,1 Ohms, alors un courant I \uXNUMXd XNUMX A est nécessaire.

impédance de sortie
Zi = R1*U1/U2, qui est entièrement basé sur la loi d'Ohm.

L'entrée de l'amplificateur peut être court-circuitée, mais il est préférable de mettre une résistance au lieu d'un cavalier, dont la valeur est égale à la résistance de la source du signal. Les mesures de Zi sont effectuées à une fréquence de 1 kHz.

Ce schéma, malgré toute sa simplicité, vous permet de révéler un autre secret du "son à tube". Le voltmètre PV1 doit alors être remplacé par un oscilloscope sensible, et la fréquence du générateur AF doit être changée de 20 Hz à 100 kHz.

Pour un amplificateur à tube asymétrique fonctionnant en classe A, on verra la tension U1 comme une sinusoïde pure sur toute la bande de fréquence de fonctionnement. Les amplificateurs fonctionnant en classe AB, en particulier en classe B, et recouverts de contre-réaction, peuvent fortement déformer la forme du courant sinusoïdal traversant Zi. Cela suggère que Zi est non linéaire.

Ceci est vrai pour la grande majorité des amplificateurs à transistors. De plus, aux fréquences les plus basses, la tension U1 peut être sinusoïdale, et lorsque la fréquence augmente, elle se déforme, et à des fréquences de 20 kHz ou plus, la distorsion peut être très importante, jusqu'à un doublement de fréquence. Et si vous mesurez le coefficient harmonique d'un tel amplificateur en utilisant la méthode habituelle, il peut être assez petit, par exemple, seulement 0,01%.

Publication : cxem.net

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