Лампа або транзистор 1

Лампа - транзистор: хто кого

Отже, лампа або транзистор, плюси і мінуси їх застосування в підсилювачах (маються на увазі лінійні підсилювачі потужності, які використовуються в досить потужних комплектах з озвучення концертних майданчиків, завдання яких - просте посилення сигналу з найменшими спотвореннями).

1.В плані якості звучання - вища лінійність ламп (хоч і у ламп початкова ділянка вольтамперної характеристики нелинеен) дозволяє простими засобами досягти відносно пристойного звучання. Більш "плавний" злам початкової характеристики і обумовлює невелику величину інтермодуляціонних спотворень двотактного лампового вихідного каскаду, що працює в режимі АВ.

2. При перевантаженні підсилювача обмеження вихідного сигналу зважаючи на особливості лампової схемотехніки (менша глибина загальною і місцевих ООС, і т.д.) має більш "м'який" характер, що визначає менше число і амплітуду гармонік.

3.В плані надійності теж є один плюс - струм катода має певну величину максимального струму, і короткочасне зменшення опору навантаження не веде до його неприпустимого підвищення, що обумовлює досить високу стійкість лампових підсилювачів до к.з. в навантаженні. Однак при к.з. навантаження робоча точка, як правило, вилітає далеко за область безпечних режимів, і при тривалій роботі в такому режимі веде до перегріву анода і термічного руйнування лампи.

4.Простота лампових схем - теж перевага, втім, вельми відносне і випливає з-за меншою варіабельності конструкторсько-технологічних можливостей застосування ламп.

На цьому, мабуть, список їх достоїнств вичерпаний.

1.Шум. Як відомо, першооснова шуму - тепловий рух і розігрітий катод вельми непогано це підтверджує. Другий недолік, що збільшують перший - високий вхідний опір лампи. Само по собі це дуже добре і у багатьох відношеннях це якість просто незамінна, але в підсилювачах потужності це призводить до підвищеного рівня наведень змінного струму, і боротьба з ними зазвичай не закінчується досягненням високих показників, незважаючи на застосування всіляких екранів і інших засобів. Тому отримати відношення сигнал / фон + шум більше 90 дБ. в ламповому підсилювачі практично неможливо.

2.Потеря емісії. При експлуатації кілька днів в тиждень по кілька годин на день максимальний термін служби вихідних ламп до повної втрати емісії - декілька років. Далі їх треба міняти, а якщо ви хочете ще й нормальну якість звучання - їх необхідно підбирати за однаковим початкового струму анода при фіксованому зміщенні - мається на увазі вихідний каскад з декількома паралельно включеними лампами (якщо, звичайно, все інше на рівні). Підскочила останнім часом ціна ламп ще більш поглиблює цю проблему.

3 .Малая механічна міцність. Перевозити на відстань більше 10 км. в жорсткому відсіку не можна - по прибуттю в пункт призначення з підсилювача висипляться осколки балонів ламп - перевірено багаторазово. Застосовувати лампові підсилювачі можна тільки в стаціонарних умовах, для виїзної роботи вони непридатні (можна, звичайно, купити відповідний і тому вельми дорогий кофр, але де ви таке бачили? ( "Rolling Stones" не береться до уваги)).

4. Мікрофонний ефект. Зменшити можна, побудувавши вхідні каскади на ОУ або транзисторах, але тоді підсилювач виходить не зовсім ламповий. Хоча має значення при побудові високочутливих вхідних каскадів, в підсилювачах потужності увагу на себе як правило не звертає.

5. Неможливість позбутися вихідного трансформатора. Мабуть, один з головних недоліків. Для отримання нормальних характеристик трансформатор має досить складну конструкцію, залізо також повинне бути найкращої якості, (пермаллой з невеликою петлею гистерезиса), і не можна опускати з уваги плюс до всього якість виготовлення ізоляції - підсилювач-то не побутовий. Головні недоліки застосування тр-ра - неможливість отримати широку смугу, неможливість отримати високу швидкість наростання вихідного сигналу (більше 10В / мкс), і фазовий зсув, що зменшує стійкість і не дозволяє використовувати більш глибоку ООС. Все це не дозволяє досягти малого Кг, з мабуть десятка лампових апаратів, які потрапляли до мене в лабораторію, жоден з них не мав Кг менше 0,3%.

Та все це різко обмежує сферу практичного застосування лампових підсилювачів, і якщо все-таки зупинитися на тому, що підсилювач повинен тільки підсилювати звук, а не нести відсебеньок, (адже в ентузіастів лампового звуку головний аргумент - "багате", тобто насичене гармоніками звучання), то необхідність застосування лампових підсилювачів в професійних системах посилення вельми спірна.

1.Самое головний в плані надійності - неможливість обмеження колекторного струму. При спонтанному зменшенні опору навантаження, (мається на увазі вихідний каскад) струм колектора при відсутності систем захисту від к.з. росте пропорційно (деталі типу фазового зсуву зважаючи на комплексний характеру навантаження для спрощення враховувати не будемо), і в якийсь момент робоча точка виходить за область безпечних режимів, що призводить до місцевого перегріву кристала зважаючи на ненульового теплового опору "кристал-радіатор" і подальшому пробою . Якщо бути більш точним, при підвищенні температури кристала кремнію вище 150С спочатку відбувається тепловий пробій, який звернемо, якщо обмежити колекторний струм, якщо ж його не обмежувати - далі настає електричний пробій, який, на жаль, є незворотнім. Це призводить до необхідності введення різних захисних пристроїв, не завжди ефективно працюють - не будемо забувати, мова йде про професійних підсилювачах, де надійність понад усе, і де ретельне опрацювання захисту від к.з. життєво необхідна.

2. термозалежні. При підвищенні температури кристала вище 25С гранично допустима потужність лінійно знижується від максимальної до 0 при темп.150С, що призводить до необхідності ретельного опрацювання охолодження.

3. Розкид параметрів транзисторів. Проблема, більш характерна для вітчизняних виробів. При вимірюванні параметрів "буржуйських" транзисторів Toshiba 2SC3281 і 2SA1302 розкид Н21е склав не більше 5% для десятка тих і інших. Мабуть, ця проблема впирається в дотримання / недотримання технологічної чистоти виробництва.

4. Нелінійність колекторної ємності. Як відомо, обратносмещенного p-n або n-p перехід має ємність, обернено залежну від прикладеної напруги. Це призводить до динамічної нестійкості підсилювача при недостатньо ретельної корекції ООС. а в попередніх каскадах з ое. - до підвищеного К.Г.

5. Нелінійність коефіцієнта посилення. Всі транзистори, як правило, мають певну величину колекторного струму, при якій коефіцієнт посилення максимальний, і при збільшенні / зменшенні струму він падає. Це теж сприяє загальному підвищенню Кг.

6. Нелінійність вхідної характеристики. Головний недолік з точки зору поборників лампового звуку. Дійсно, вхідні характеристика має різкий злам, і використання транзистора як підсилювач напруги в схемі з ое. свідомо обмежує отримання високих якісних характеристик. Однак досить виключити застосування каскадів з ое. (В крайньому випадку, замість каскаду з ое. Можна використовувати каскодних схему включення ое.-об.), або застосовуючи включення транзистора як підсилювач струму, і цей недолік (і попередні два) зводиться до мінімуму.

Відсутність напруження. Миттєва готовність до роботи - вельми відчутний плюс.
Висока механічна міцність. Чи треба говорити, як важлива висока механічна надійність підсилювача для практичної роботи.
Низька вартість транзисторів. По відношенню до ламп той-же сумарній потужності транзистори коштують значно дешевше.
Необмежений термін служби. Втрата емісії у ламп - річ вкрай неприємна і, на жаль, неминуча, і транзистори тут виглядають куди привабливіше.
Відсутність необхідності використовувати вихідний трансформатор. Відсутність обмежень з боку вихідного трансформатора дозволяє домагатися характеристик, які для лампових апаратів недосяжні.
Малі розміри і вага. Теж вельми непогане доповнення до попередніх плюсів.

Резюмуючи вищесказане, можна сказати наступне: в плані практичного застосування однозначно краще грамотно сконструйований транзисторний апарат. Зараз ситуація на ринку професійних транзисторних вітчизняних підсилювачів значно краще, ніж 5-10 років тому, і зусилля розробників по підвищенню загальної надійності і якості явно помітні. Лампові апарати в складі потужних порталів вже можна сприймати як екзотику, зараз для створення потужного концертного саунду практично не застосовується.

Сайт управляється системою uCoz