UA-84815027-1
Ваш браузер устарел. Рекомендуем обновить его до последней версии.

 Немного теории

     Принципиальным отличием любого лампового усилителя является отсутствие в нем ООС (отрицательной обратной связи), которая, по утверждениям различных авторов,  не самым лучшем образом сказывается на звуке. Любой транзисторный усилитель не строят без ООС, так как, чтобы обеспечить малые значения нелинейных искажений, усилитель на транзисторах должен иметь глубокую ООС. 

      Специалистам хорошо известно, что эффективных методов уменьшения нелинейных искажений высших порядков нет. Применение ООС ухудшает положение, так как с ее помощью искажения низших порядков преобразуются в искажения более высоких порядков. В результате владелец усилителя, в котором ООС (неважно, лампового или транзисторного) имеет значение более 30 дБ, получает отсутствие ясности и чистоты звука.

    Действительно, присутствие в музыкальном сигнале даже небольших по величине продуктов интермодуляции высших порядков вызывает у слушателя ощущение «металличности, жесткости, шероховатости, замутненности звучания», чаще всего такое звучание быстро утомляет слушателя - все это свойственно транзисторным усилителям. Однако, в результате многочисленных тестов по прослушиванию, достоверных данных, что транзистор при правильном его использовании звучит хуже, чем лампа, нет. Конечно, на интуитивном уровне можно отдать предпочтение лампе, как вакуумному проводнику перед кристаллическим кремнием – структурой транзистора, но среди разработчиков Хай-энда твердо сформировалось мнение, что дело вовсе не в транзисторах, а в ООС, без которой не обходится ни один усилитель на транзисторах. Стало ясно: ООС разрушает  музыкальный сигнал. Объяснение этому пришло, когда выяснилось, что в петле ООС циркулирует не только сигнал ошибки, но и множество других, не нужных компонентов: запаздывающие копии сигнала; продукты вызванные нелинейностью нагрузки; напряжение ЭДС самоиндукции динамика и др.

      Причиной образования этих «копий» являются сложные физические явления в проводниках и других используемых в усилителе элементах, а также не контролируемого (инерционного) движения катушки громкоговорителя в магнитном поле. Как это ни парадоксально, вред от ООС в усилителях оказался большим, чем применение для преобразования импеданса (сопротивления) такого анахронизма, как выходной трансформатор.

    Конечно, в транзисторном усилителе оптимальное согласование возможно без применения трансформатора. Но в ламповом усилителе без трансформатора трудно обойтись хотя бы потому, что с его помощью обеспечивается симметричная работа выходного каскада в режиме push-pull. В транзисторном усилителе этот режим достигнут включением транзисторов разного типа проводимости. Лампу с противоположным типом проводимости пока не изобрели. Косвенным подтверждением этого можно считать постепенное исчезновение с рынка сложных ламповых усилителей типа OTL. Однако, если все же,  усилитель на лампах выполнить по схемотехнике, близкой к транзисторным усилителям и применить ООС, то преимущество ламп перед транзисторами будет сведено на нет.
    С учетом выше изложенного, автором усилителя Q.E.D., в реплике OTL концепции американского инженера James C. Strickland, – была удалена общая ООС, охватывающая несколько каскадов, и построена новая архитектура схем питания сеток. В результате стало возможным появление «мягкого» ограничения (Distortion) при перегрузке, характерного для классических ламповых схем. OTL_GP-3

     Как известно, входной импеданс любых электростатических АС имеет преимущественно емкостную составляющую, определяемую диэлектрической постоянной воздуха. Величина этой составляющей для систем QUAD, благодаря гению Уокера, была снижена до 200пф. Очевидно, что активная составляющая тепловых потерь в таком конденсаторе-излучателе практически отсутствует, КПД преобразования электрической энергии в энергию звука близко к 100%, а его реактивное сопротивление Z на низких частотах очень большое. На частотах верхнего звукового диапазона величина Z практически равна внутреннему сопротивлению пентода или лучевого тетрода и, в результате, для согласования выходного импеданса каскада с нагрузкой, не требуется применения выходного трансформатора. Однако не все так безоблачно.

         Требуемая амплитуда тока для перезаряда ёмкости 200 пФ:                      

                                                                                                                                    I m = 2πfUC = 100,48 mA,

где f=20 кГц - максимальная рабочая частота; U=4000В - пиковое выходное напряжение усилителя; C=200пФ – ёмкость нагрузки.

        Для справки, т.к. нагрузка включена в цепь мостовой схемы, то анодный ток, который, в свою очередь,  должна обеспечить катодная эмиссия, протекает одновременно только в каждой паре ламп.

          Из теории   работы        каскадов SRPP известно, что ток   покоя    ламп    должен быть:

                                                                                                                                     I  = I m/2 = 50,24 mA.

          Напомним, что это ток, который необходим каскаду для синусоидального (без искажений) перезаряда емкости ESL на частоте 20кГц при амплитуде напряжения 4000В. Однако, учитывая реальный спектр музыкального сигнала, который согласно исследованиям, имеет значительный спад в области высших звуковых частот, можно принять рабочий ток равный половине от расчетного, т.е. около 25 mA. Тогда,  при напряжении питания U=5250v, суммарная мощность рассеивания на анодах составит:

                                                                                                                                      P = UI = 236,76 W.

         С учётом того, что КПД  конденсаторного преобразователя близок к 100%, эта мощность будет полностью рассеиваться в недрах усилителя и выделится в виде тепла на обогрев комнаты.

            Электрические параметры ламп ГП-3, ГМИ-11 почти идеально соответствуют этим критериям (на каждый анод приходится немногим меньше 66 Вт).

 

Электрические схемы:

Phase_Inverter (фазоинвертор)

Diff_controller (схема балансировки анодных токов)

Glow_GP-3 (источник накального напряжения)

Anode_GP-3 (источник анодного напряжения)

Vol_Multiplier (умножитель напряжения)

Tn_mkA_Var 

 Quod erat demonstrandum.