Основные функции ламповых и полупроводниковых усилителей мощности почти идентичны, но вместо транзисторов во входном, промежуточном и выходном каскадах ламповых усилителей мощности используют электронные лампы. В ламповом усилителе мощности может быть установлена одна лампа во входном каскаде, другая — в промежуточном и, возможно, восемь ламп в двухтактном выходном каскаде. В некоторых усилителях используются лампы во входном и промежуточном каскадах, а в выходном — полупроводниковые активные элементы. Такие усилители называются гибридными.

На рис. 6-9а показан ламповый усилитель мощности, а на рис. 6-96 приведена его структурная схема. Ламповый усилитель мощности от полупроводникового отличается прежде всего наличием выходного трансформатора. На рис. 6-9 мы можем легко увидеть выходные трансформаторы (по одному на каждый канал) в тыльной части усилителя; эти элементы в полупроводниковых усилителях отсутствуют. Выходной трансформатор служит для согласования сопротивлений выходного каскада усилителя и громкоговорителя. Благодаря этому выходной каскад лампового усилителя "видит" не низкое сопротивление громкоговорителя, а высокое входное сопротивление трансформатора. Трансформатор также подавляет нелинейные искажения за счет вычитания анодных токов обоих плеч двухтактного выходного каскада. И наконец, выходной трансформатор исключает появление постоянного тока на выходных клеммах усилителя.

Выходной трансформатор должен быть достаточно большим во избежание насыщения его сердечника на низких частотах. При возникновении насыщения басы становятся смягченными и "сиплыми". Некоторые ламповые усилители мощности имеют на вторичной обмотке трансформаторов несколько выводов (см. рис. 6-10) для подключения громкоговорителей с различным электрическим

сопротивлением. Эти выводы обеспечивают наилучшее согласование между сопротивлениями трансформатора и громкоговорителя.

Ламповые усилители мощности без выходных трансформаторов называются усилителями с бестрансформаторным выходом. Обычно они не очень мощные и не могут обеспечить хорошую работу с низкоомными громкоговорителями. Они громоздки, имеют большое число выходных ламп и доставляют массу проблем при согласовании с громкоговорителями. Усилители с бестрансформаторным выходом, которые мне довелось слышать, имели посредственные басы, не слишком хорошую динамику, но создавали эффектную звуковую сцену и отличались прекрасным воспроизведением тембра. Такие усилители подходят не для всех систем, хотя с соответствующими громкоговорителями они могут звучать просто волшебно.

Поскольку характеристики лампы со временем изменяются, все выходные лампы требуют проведения периодического регулирования тока смещения. Это небольшой ток (обычно в пределах 20-70 мА), подаваемый на сетку лампы для создания в ее анодной цепи некоторого тока покоя. Ламповый усилитель обычно имеет контрольные клеммы для подключения измерительного прибора и под-строечные потенциометры (очень маленькие переменные резисторы, регулируемые при помощи небольшой отвертки), которые расположены на передней панели или шасси и легкодоступны для регулировки смещения.

Чтобы установить смещение выходной лампы, приложите один щуп вольтметра постоянного тока к контрольной клемме, заземлите другой щуп и поворачивайте подстроечный потенциометр до тех пор, пока показания вольтметра не совпадут с величиной смещения, рекомендованной изготовителем. Смещение особенно важно для усилителей, имеющих большое число выходных ламп, поскольку крайне необходимо, чтобы лампы работали одинаково. Различия в работе ламп возникают не только в процессе эксплуатации, но и вследствие технологических разбросов при их изготовлении. Поэтому новые лампы также требуют регулировки величины смещения. Когда выходная лампа исчерпает свой ресурс эксплуатации, номинальное смещение не удастся получить далее при помощи подстроечного потенциометра. В этом случае единственный выход — заменить лампу на новую. Смещение необходимо проверять один раз в месяц или при каждой замене ламп. На рис. 6-11 показан усилитель, в котором проводится настройка смещения.

Многие ламповые усилители мощности имеют на передней панели светодиодный индикатор, показывающий уровень смещения. Этот элемент освобождает от необходимости иметь вольтметр и делает эксплуатацию усилителя более удобной. Светодиод начинает светиться, когда смещение выходит за пределы установленных параметров.

>

Покупая выходные лампы для замены, вы можете попросить согласованные пары или согласованные четверки ламп. Это лампы с согласованными электрическими характеристиками, которые обеспечивают их лучшую совместную работу. Применение согласованной пары в усилителе с двухтактной парой ламп в выходном каскаде каждого канала улучшает его работу, а для усилителя с четырьмя выходными лампами необходимо использование согласованных четверок ламп. Применение согласованных выходных ламп обеспечивает одинаковость их работы. При этом ни одна из них не нагружается больше, чем остальные. Аналогом можно считать синхронизирующие карбюраторы в многоцилиндровом мотоцикле.

Разновидности ламповых усилителей часто определяют по виду ламп, используемых в их выходном каскаде. Это могут быть триоды или пентоды. Обычно триодный усилитель мощности звучит лучше, но не обладает большой выходной мощностью, и его цена, отнесенная к одному ватту выходной мощности, выше чем у других ламповых усилителей. Триодные усилители могут иметь двухтактную или однотактную схему.

Пентодная выходная лампа имеет пять электродов, что существенно увеличивает выходную мощность и коэффициент полезного действия. Некоторые ламповые усилители позволяют производить переключение одной и той же лампы из пентодного в триодный режим. Вы можете выбрать триодный режим, дающий большую прозрачность при воспроизведении тихой камерной музыки, и пентодный режим для воспроизведения более громкой музыки, требующей большей выходной мощности. Возможность переключения позволяет вам также выбрать наилучший режим работы лампы с'учетом характеристик ваших акустических систем. Высокочувствительные громкоговорители могут очень хорошо работать от усилителя, функционирующего в триодном режиме; громкоговорители с меньшей чувствительностью требуют более высокой выходной мощности, которая обеспечивается пентодным режимом работы.

Другой тип лампового выходного каскада, называемый ультралинейным, был разработан в 1951 г. Дэвидом Хафлером и Гербертом Кероесом. Ультралинейный режим означает такое включение пентода, что он работает, скорее, как триод, поскольку часть анодного напряжения подается на его экранную сетку. Ультралинейный режим работы уже давно стал доминирующим вариантом электрической схемы ламповых усилителей, потому что он обеспечивал выходную мощность, присущую пентодам, при характере искажений, соответствующих триодам.

Некоторые ламповые усилители, в частности, их однотактная разновидность, позволяют варьировать величину обратной связи. Таким образом, вы можете подобрать звучание по своему желанию и решить, какой вид воспроизведения музыки для вас приемлем. Уменьшение величины обратной связи часто приводит к более чистому тембру, но за счет упругости басов.

Учтите, что ламповые усилители не увеличивают свою выходную мощность при падении сопротивления нагрузки, как это происходит у полупроводниковых усилителей. Выходное напряжение уменьшается при падении сопротивления нагрузки. Это одна из причин, почему ламповые усилители имеют менее упругие и глубокие басы, чем полупроводниковые усилители.

И наконец, блоки питания ламповых усилителей мощности отличаются от аналогичных блоков их полупроводниковых собратьев. У первых напряжение на шине питания выходного каскада составляет сотни вольт, а у полупроводниковых усилителей — от ±60 В до ±100 В, Из-за очень высокого напряжения конденсаторы фильтра в блоках питания ламповых усилителей обычно накапливают намного больше энергии, чем аналогичные конденсаторы полупроводниковых усилителей. Благодаря большой величине этого напряжения конденсаторы мо-

гут создать сильный ток, крайне опасный при неосторожном обращении с устройством. Накопленная энергия измеряется в джоулях и является функцией емкости в фарадах, умноженной на напряжение. При одной и той же емкости, но в десять раз большем напряжении, блоки питания ламповых усилителей могут иметь в десять раз больше накопленной энергии, чем блоки питания полупроводниковых усилителей.

В ламповых усилителях необходимо также обеспечить нити накала ламп (сквозь прозрачный стеклянный баллон мы видим их свечение) постоянным током низкого напряжения. Первая цифра в обозначении типа лампы (6DJ8, 12АХ7 и т.д.) обычно указывает напряжение накала, которое чаще всего составляет 6 или 12 В. Нити накала иногда называют также "нагревателями".

С точки зрения схемотехники ламповым усилителям свойственны преимущества. Во-первых, они просты. Сравнение схем полупроводниковых и ламповых усилителей показывает, что в транзисторных устройствах значительно большее число элементов, причем большинство из них расположено на пути сигнала. Уменьшение числа элементов в сигнальном тракте обычно приводит к улучшению звука. При перегрузке лампы осуществляют мягкое ограничение сигнала, что означает слабое скругление вершины синусоиды, а не ее резкую отсечку. При мягком ограничении ламповый усилитель производит, в основном, искажения второй и третьей гармоник, что предпочтительнее с точки зрения звучания. Транзисторный усилитель, попавший в режим ограничения, сразу же производит целую серию очень неприятных нечетных гармоник высоких порядков (пятого, седьмого, девятого). Экспериментально установлено, что 10-процентные нелинейные искажения по второй гармонике являются менее раздражающими, чем 0,5-процентные — по седьмой гармонике.