Amplificatori a valvole: caratteristiche e principio di funzionamento

Molti di noi hanno sentito parlare del "suono valvolare" e si sono chiesti perché gli amanti della musica di tutto il mondo oggigiorno preferiscono ascoltare la musica con loro.

Quali sono le caratteristiche di questi dispositivi, quali sono i loro vantaggi e svantaggi?

Oggi parleremo di come scegliere il giusto amplificatore a valvole di qualità.

Un amplificatore a valvole viene utilizzato per aumentare le caratteristiche di potenza dei segnali elettrici variabili utilizzando tubi radio.

Le valvole radio, come molti altri elementi elettronici, hanno una storia molto ricca. Nel corso degli anni dalla loro creazione fino ai giorni nostri, c'è stata una grande evoluzione della tecnologia. Tutto iniziò all'inizio del 20 ° secolo e il declino della cosiddetta "era dei tubi" cadde negli anni '60, fu allora che l'ultimo sviluppo vide la luce e presto i transistor più moderni ed economici iniziarono a conquistare il mercato radiofonico ovunque.

Il primo tipo di valvola progettato specificamente per gli amplificatori era il triodi. Il numero tre nel loro nome è apparso per un motivo: questo è il numero di uscite attive che hanno. Il principio di funzionamento degli elementi è molto semplice: tra il catodo e l'anodo del tubo radio, viene collegata in serie una sorgente di corrente elettrica e viene realizzato l'avvolgimento iniziale del trasformatore, e l'acustica sarà già collegata al successivo avvolgimento secondario. Un'onda sonora viene applicata alla griglia del tubo radio, nel momento in cui viene applicata la tensione ai resistori, un flusso di elettroni passa tra l'anodo e il catodo. La griglia, posta tra di loro, emette questo flusso e, di conseguenza, cambia la direzione, il livello e la potenza del segnale in ingresso.

Durante il funzionamento dei triodi in vari campi, è sorta la necessità di migliorare le loro caratteristiche tecniche e operative. In particolare, uno di questi era la capacità di trasmissione, i cui parametri limitavano significativamente la possibile frequenza di funzionamento dei tubi radio. Per risolvere questo problema, gli ingegneri hanno creato tetrodi - tubi radio che avevano quattro elettrodi all'interno della loro struttura, poiché nel quarto è stata utilizzata una griglia di schermatura inserita tra l'anodo e la griglia di controllo principale.

Questo ha completamente soddisfatto gli sviluppatori in quel momento, il loro obiettivo principale era creare un dispositivo che consentisse ai ricevitori di operare nella gamma di frequenze delle onde corte. Tuttavia, gli scienziati hanno continuato a lavorare sull'apparecchiatura, hanno usato esattamente lo stesso approccio, ovvero hanno aggiunto un'altra, quinta maglia alla struttura di lavoro del tubo radio e l'hanno posizionata tra l'anodo e la rete di schermatura. Ciò era necessario per estinguere il movimento inverso degli elettroni nella direzione dall'anodo alla griglia stessa. Grazie all'introduzione di questo elemento aggiuntivo, il processo è stato sospeso, quindi i parametri di uscita della lampada sono diventati più lineari e la potenza è aumentata. È così che sono nati i pentodi. Sono stati usati in futuro.

Prima di parlare dei vantaggi e degli svantaggi degli amplificatori a valvole, vale la pena soffermarsi più in dettaglio sui miti e sui pregiudizi che esistono tra gli amanti della musica.Non è un segreto che molti amanti della musica di alta qualità abbiano dei dubbi e siano molto diffidenti nei confronti di tali dispositivi.

Gli amplificatori a valvole sono fragili.

In realtà, tale affermazione non è stata assolutamente confermata in alcun modo. Dopotutto, non utilizzerai un registratore degli anni '60 del secolo scorso, ma attrezzature moderne di alta qualità, nella cui creazione gli ingegneri prestano particolare attenzione all'affidabilità delle unità strutturali. Tutti gli elementi utilizzati per creare amplificatori passano la selezione più rigorosa e sono progettati per il funzionamento attivo per 10-15 mila ore e, se li usi senza fanatismo, tali apparecchiature dureranno quasi per sempre.

Il tubo ha troppo pochi bassi.

Come si suol dire, è stato molto tempo fa e non è vero. I tempi in cui i produttori risparmiavano sui trasformatori sono ormai lontani, i produttori moderni utilizzano solo ferro di alta qualità e approcci high-tech per comporre i loro prodotti.

Le lampade possono cambiare il suono.

Siamo d'accordo su molte cose qui. Sì, i tubi radio hanno il loro tono di voce, quindi lo sviluppatore, quando li realizza, deve avere molta esperienza con tali progetti e conoscenza dei principi del loro funzionamento. Ti assicuriamo che in un resistore di qualità sarà abbastanza difficile catturare l'una o l'altra tonalità.

Il prezzo di un ricevitore a tubo è paragonabile a quello di un'auto.

Questo non è del tutto vero, poiché molto dipende dal produttore: più attentamente e scrupolosamente viene a creare il suo amplificatore, maggiore sarà il costo del prodotto.

Gli amplificatori a valvole hanno molti vantaggi; alcuni fatti parlano a favore di tali apparecchiature.

• Relativa semplicità del design... Il principio di funzionamento di questi dispositivi è molto più semplice di quello dei modelli di tipo inverter, rispettivamente, la possibilità di riparazione e il suo costo in questo caso sono molto più redditizi.
• Riproduzione del suono unicagrazie a una serie di effetti audio, tra cui un'ampia gamma dinamica, transizioni fluide migliorate e piacevole overdrive.
• Resistenza al cortocircuito sotto l'influenza delle variazioni di temperatura.
• Nessun sibilo tipico degli amplificatori a semiconduttore.
• Design elegante, grazie al quale qualsiasi amplificatore si adatterà armoniosamente a una varietà di interni.

Tuttavia, non si può dire che l'amplificatore a valvole sia al centro di alcuni vantaggi. Le lampade hanno anche i loro svantaggi:

• dimensioni impressionanti e peso solido, poiché le lampade sono molto più grandi dei transistor;
• alto livello di rumore durante il funzionamento dell'apparecchiatura;
• per raggiungere la modalità operativa ottimale di riproduzione del suono, la lampada necessita di un po' di tempo per preriscaldarsi;
• aumento dell'impedenza di uscita, questo fattore limita in una certa misura il campo di utilizzo dei sistemi acustici con cui possono essere combinati gli amplificatori a valvole;
• minore, rispetto agli amplificatori a semiconduttore, linearità;
• aumento della generazione di calore;
• elevato consumo energetico;
• L'efficienza non supera il 10%.

Tuttavia, l'esclusiva colorazione sonora che si ottiene utilizzando tali apparecchiature compensa ampiamente tutti gli svantaggi di cui sopra.

Torniamo alla storia degli amplificatori a valvole. Tutti i suddetti tipi di strutture in una forma o nell'altra hanno trovato la loro applicazione nelle moderne apparecchiature audio. Per molti anni, gli ingegneri del suono hanno cercato modi per usarli e molto rapidamente sono giunti alla conclusione che la sezione di incorporare la griglia di schermatura del pentodo nel circuito operativo dell'amplificatore è esattamente lo strumento che può cambiare radicalmente la natura del suo funzionamento .

Quando la rete è collegata al catodo, si ottiene un tipico regime pentodico, ma se lo passi all'anodo, questo pentodo funzionerà come un triodo... Grazie a questo approccio, è diventato possibile combinare due tipi di amplificatori in un unico design con la possibilità di modificare le opzioni della modalità operativa.

A metà del secolo scorso, gli ingegneri americani hanno proposto di collegare questa rete in un modo fondamentalmente nuovo, portandolo ai rubinetti intermedi dell'avvolgimento del trasformatore di uscita.

Quindi, con i modi delle valvole radio, infatti, accadeva la stessa cosa di prima con le classi di amplificatori, quando il collegamento delle categorie A e B serviva da impulso per la creazione di una classe combinata di tipo AB, che combinava le aspetti migliori di entrambi i precedenti.

A seconda dello schema di funzionamento del dispositivo, si distinguono amplificatori a valvole single-ended e push-pull.

I design single-ended sono considerati più avanzati in termini di qualità di riproduzione del suono. Un circuito semplice, un numero minimo di elementi di amplificazione, ovvero valvole, e un breve percorso del segnale garantiscono la massima qualità del suono.

Tuttavia, il rovescio della medaglia è la potenza ridotta, che è nell'intervallo dei 15 kW. Ciò rende la limitazione in termini di scelta dell'acustica piuttosto rigida, gli amplificatori sono abbinati solo ad apparecchiature altamente sensibili, disponibili in sistemi di altoparlanti a tromba, nonché in diversi modelli classici come Tannoy, Audio Note, Klipsch.

Rispetto agli amplificatori push-pull single-ended il suono è un po' più ruvido. Tuttavia, la loro potenza è molto più alta, il che rende possibile lavorare insieme a un gran numero di moderni sistemi di altoparlanti.

Fondamentalmente, gli utenti preferiscono gli amplificatori a valvole giapponesi e russi. I modelli più acquistati hanno questo aspetto.

Audio Note Ongaku ha le seguenti caratteristiche:

• meccanismo a tubo stereo integrato;
• potenza per canale - 18 W;
• classe A.

Secondo le recensioni degli utenti, questo resistore giapponese è considerato uno dei migliori oggi sul mercato... Tra le carenze, si nota solo il suo costo elevato, il prezzo per l'amplificatore parte da 500 mila rubli.

Magnat MA 600 presenta i seguenti vantaggi:

• meccanismo a tubo stereo integrato;
• potenza per canale - 70 W;
• la presenza di uno stadio phono;
• rapporto segnale-rumore entro 98 dB;
• controllo dal telecomando.

McIntosh MC275 include le seguenti opzioni:

• resistore a tubo;
• potenza per canale - 75 W;
• livello di segnale / rumore - 100 dB;
• tasso di distorsione armonica - 0,5%.

Oggi l'industria offre molti dispositivi di tipo valvolare, modelli senza trasformatore e ibridi, modelli a tre e due vie, a bassa tensione e bassa frequenza destinati all'uso domestico e professionale.

Per trovare l'amplificatore valvolare ottimale per i tuoi altoparlanti, è necessario prestare attenzione a determinati fattori.

Per risolvere i problemi che affliggono il resistore a valvole, un parametro di potenza adatto sarebbe un livello di 35 W, sebbene molti amanti della musica accolgano solo un aumento del parametro a 50 W.

L'intervallo ottimale è considerato compreso tra 20 e 20.000 Hz, poiché è caratteristico dell'udito umano. Oggi quasi tutti i dispositivi a valvole sul mercato hanno esattamente tali parametri, nel settore Hi-End non è facile trovare apparecchiature che non raggiungano questi valori, tuttavia, quando si acquista un amplificatore a valvole, assicurarsi di verificare in quale gamma di frequenza può suonare...

I parametri di distorsione armonica sono di fondamentale importanza nella scelta di un dispositivo. Auspicabile in modo che il valore del parametro non superi lo 0,6% e, in generale, più basso è questo valore, maggiore è la qualità del suono che si riceverà in uscita.

Naturalmente, il prezzo di tali prodotti di alta qualità diventa incomparabilmente più alto rispetto ai modelli della concorrenza, ma per molti amanti della musica, il costo è spesso un problema secondario.

La maggior parte dei ricevitori mantiene un rapporto segnale-rumore entro 90 dB, si ritiene che più grande è questo parametro, meglio funziona il sistema... Alcuni produttori forniscono persino rapporti in cui il segnale è riferito al rumore con un rapporto di 100.

Questo è un indicatore importante, ma comunque secondario, a cui puoi prestare attenzione solo se se per tutti i suddetti indicatori esistono altri parametri uguali.

E, naturalmente, quando si acquistano apparecchiature per lampade, alcuni fattori soggettivi svolgono un ruolo importante, ad esempio il design, la qualità costruttiva, nonché l'ergonomia e il livello di riproduzione del suono. In questo caso, gli acquirenti effettuano una scelta in base alle loro preferenze personali.

Quando si scelgono i parametri della potenza di uscita, assicurarsi di tenere conto delle dimensioni della stanza. Ad esempio, in una stanza di 15 mq. m ci saranno caratteristiche di potenza più che sufficienti di 30-50 W, ma sale più spaziose, specialmente se prevedi di utilizzare un amplificatore con una coppia di altoparlanti, hai bisogno di una tecnica in cui la potenza è di 80 watt.

Per configurare l'amplificatore a valvole, è necessario acquisire un misuratore speciale: un multimetro e, se si installano apparecchiature professionali, è necessario acquistare anche un oscilloscopio e un generatore di frequenze audio.

Dovresti iniziare a configurare l'apparecchiatura impostando i parametri di tensione sui catodi del doppio triodo, dovrebbe essere impostato entro 1,3-1,5 V. La corrente nella sezione di uscita del tetrodo del fascio dovrebbe essere nel corridoio da 60 a 65 mA.

Tutti gli altri resistori elencati nello schema possono essere presi di qualsiasi tipo, ma è meglio dare la preferenza ai modelli C2-14.

Proprio come nel preamplificatore, il condensatore di separazione C3 è considerato il componente di base, se non è a portata di mano, puoi prendere i condensatori a film sovietici K73-16 o K40U-9, sebbene siano leggermente peggiori di quelli importati. Per il corretto funzionamento dell'intero circuito, i dati vengono selezionati con una corrente di dispersione minima.

Come realizzare un amplificatore a valvole con le tue mani, vedi sotto.