Lampa vs. Tranzystor - Impedancje - Z czym to się je i jakie występują różnice
#1
Cytuję post paki dla potomnych, żeby nie zginął.

Post oryginalny tutaj: http://basscity.eu/post-413623.html#pid413623

(05-12-2014, 09:19 AM)paka napisał(a): WZMACNIACZ TRANZYSTOROWY:

Podłączamy kolumnę wprost w końcówkę mocy (czyli pod tranzystor), dlatego że może on wzmacniać sygnał pracując przy niskich wartościach napięcia. W takich granicach, w których bezpiecznie pracują głośniki. Tranzystor ma jakąś wartość graniczną mocy, jaką może oddać. Moc oddana wynika z obciążenia, jakie znajdzie się za końcówką mocy.

  1. Nie podłączając nic tranzystor napotka nieskończony opór, nie odda żadnej mocy.
  2. Podłączając kolumnę o wyższej impedancji (wzmacniacz 4ohm, kolumna 8ohm) - tranzystor będzie obciążony mniej, gdyz zwiekszona impedancja zmniejszy prad. Odda tez mniej mocy.
  3. Podłączając kolumnę o impedancji równej minimalnemu obciążeniu wzmacniacza (wzmacniacz 4ohm, kolumna 4ohm) - cieszymy się pełną mocą wzmacniacza.
  4. Podłączając kolumnę o impedancji mniejszej od minimalnego obciążenia wzmacniacza (wzmacniacz 4ohm, kolumna 2ohm) - przy niższym obciążeniu tranzystor będzie wytwarzać większy prąd niż może udźwignąć, co niechybnie go uszkodzi jeśli nie ma odpowiedniego układu zabezpieczającego.



WZMACNIACZ LAMPOWY:

Tutaj wzmacniaczem sygnału są lampy elektronowe. Aby działać potrzebują sporych napięć (stąd duże transformatory zasilające, przetwarzające 110/230v na 450-600V) i oddają sygnał o napięciu, które jest po prostu zbyt duże, aby podłączyć do niego głośnik. Jak więc sygnał przekazywany jest na głośnik? Co ciekawe - nie za pomocą fizycznego połączenia z końcówką mocySmile

Otóż sygnał przekazywany jest pomiędzy dwoma układami (wzmacniacza i kolumny) drogą indukcji, czyli poprzez pole magnetyczne, pomiędzy uzwojeniem pierwotnym (po lewej) i wtórnym (po prawej).
[Obrazek: 500px-Transformer3d_col3.svg.png]

Dochodzi tu do zamiany właściwości sygnału elektrycznego, która potrzebna jest aby zagwarantować naszym głośnikom pracę w ludzkich warunkach. Następuje zmiana dużego napięcia (którego nie akceptuje głośnik) i małego prądu w sygnał o małym napięciu i dużym prądzie. W transformatorze następuje taka zależność, że jeśli zmieniamy napięcie sygnału, to zmienia się też jego prąd - tak aby jego moc została taka sama. Zwiększamy napięcie, zmniejsza się prąd i odwrotnie.

Strona pierwotna uzwojenia transformatora składa się z cienkiego drutu (bo prąd jest niewielki) nawiniętego wiele razy. Uzwojenie wtórne składa się z grubego drutu (aby mogło przyjąć duży prąd) nawiniętego znacznie mniej razy.

Lampy końcówki podczas pracy "wymagają" pewnej impedancji, dajmy na to 16200 ohm. Transformator, do którego są podłączone, sam w sobie nie ma impedancji, on po porostu odzwierciedla impedancję głośnika i pomnaża ją tak, aby "dopasowała się do wymagań" lamp w końcówce mocy - dzięki różnicy w ilości uzwojeń pomiędzy stronami transformatora.

Dajmy na to, że stosunek nawinięć miedzy uzwojeniem pierwotnym a wtrórnym wynosi 63,5:1. Na jedno grube uzwojenie po stronie wtórnej przypada 63,5 cienkich uzwojeń po stronie pierwotnej.

Jeśli 63,5 podniesiemy do kwadratu, uzyskami mnożnik 4032,25. Podłączając do takiego transformatora kolumnę 4ohm po drugiej stornie uzyskujemy impedancję 4 x 4032,25 = 16130 ohm. Sukces!

Dajmy na to, że chcemy podłączyć do tego transformatora kolumnę 8ohm. Wówczas po jego drugiej stornie mielibyśmy opór równy ponad 32000 ohm - trochę za dużo, nieprawdaż?Smile Ale można przecież wyprowadzić wyjście z innego punktu uzwojenia wtornego naszego hipotetycznego transformatora, tak aby stosunek uzwojen pierwotnych do wtornych wynosil 45:1. Mamy więc 45^2 = 2025. 8 ohm * 2025 = 16200 ohm. BINGOSmile Nasz wzmacniacz szczęśliwy. I gra z pełną mocą, niezależnie od tego czy wpinamy kolumnę w wyjście 4ohm czy 8ohm.

Ale co się dzieje, gdy nie ma wyjść z transformatora odpowiednich dla naszej kolumny?

Jeśli chcemy podłączyć kolumnę o wyższym oporze do wzmacniacza oczekującego niższego oporu (wzmacniacz 4ohm, kolumna 8ohm) - wówczas jak na pokazanym wyżej przykładzie, nasza lampowa końcówka dostanie dwukrotnie wyższy opór niż oczekiwała. Lampa ma to do siebie, że będzie chciała ten opór przezwyciężyć wypluwając z siebie większe napięcie napięcie (bo U = I*R). O ile we wzmacniaczu tranzystorowym nie jest to problemem, bo maksymalne napięcie w ten sposób wytworzone będzie równe napięciu na szynie zasilajacej, to przy zjawisku indukcji za pomocą transformatora głośnikowego jest inaczej. Indukcyjność ma to do siebie, ze może gromadzić energię. Napięcia na transformatorze może znaczaco przekroczyc napiecie zasilania ukladu wytwarzane przez transformator mocy - moze wzrosnąć tak mocno, że prąd znajdzie sobie drogę gdzieś "bokiem", przeskakując przez izolacje. O ile przy mismatchu 4ohm -> 8ohm nie stanie się tak od razu (nie musi się tak stać wcale, pomimo nadwyrężania transformatora), to np. przy braku kolumny nieskończony opór na stronie wtórnej transformatora może go po prostu sfajczyć, a przebicie może usmażyć inne części wzmacniacza.

A co jeśli podłączamy kolumnę o mniejszej impedancji, np. 2ohm do wyjścia wzmacniacza równego 4ohm? Wówczas lampy napotkają niższy opór od oczekiwanego. Będą starać się dostarczyć większy prąd, aby oddać odpowiednie napięcie (znów zależność U = I*R). Skraca to ich życie, szczególnie jeśli wzmacniacz zbiasowany jest "na gorąco". Wtedy po prostu przy ostrzejszym rozkręceniu lampka się nam spali.

Wszystko wynika z pojecia bilansu energetycznego.

Reasumując:
  1. Wzmacniacz lampowy powinien pracować z kolumną o odpowiedniej impedancji
  2. Z dwojga złego zazwyczaj lepiej podpinać kolumnę o mniejszej impedancji niż większej, gdyż ryzykujemy wtedy głównie szybsze zużycie lamp
  3. Ale nie zawsze! Np. jeśli mamy triody na końcu mocy, wówczas z dwojga złego lampa woli wyższe obciążenie. No ale transformatora nie jesteśmy w stanie zmusić do polubienia wyższego napięcia..
  4. Podłączając kolumnę o wyższej impedancji niż oczekiwana ryzykujemy uszkodzenie transformatora głośnikowego
  5. Nie podłączając kolumny wcale serwujemy lampkom nieskończenie wysoki opór, a te produkują wtedy ogromne napięcie - iskry będą nam skakać po transformatorze, upalimy go i inne podzespoły..

Z doświadczenia starych lampowych wyjadaczy wynika, że mismatch "o jeden klik" (wzmak 4ohm, kolumny 8ohm itp) aż tak mocno transformatorów nie nadwyrężają. Jednak wszystko zależy od konstrukcji wzmacniacza, zastosowanych lamp i parametrow pracy. Trzeba tez pamiętać, że praca w cięższych warunkach przez 10-20 lat na pewno nie pozostają bez uszczerbku na zdrowiu i w końcu coś się w takim wzmacniaczu podda. Dlatego szczególnie ważne jest, aby przy starych wzmacniaczach odpowiednio dobierać kolumny, nie wiadomo przecież jak wzmacniacz był wcześniej użytkowany.
Odpowiedz


Skocz do:


Użytkownicy przeglądający ten wątek: 1 gości