Gsadryer.ru

Промышленное оборудование
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Смещение ламп выходного каскада

Смещение ламп выходного каскада

Напряжение смещения влияет на характер звука, правильную работу и срок службы ламп выходного каскада. Опытный пользователь может сам отрегулировать фиксированное напряжение смещения при замене ламп. В противном случае нужно доверить это дело специалисту. Рэндалл Смит из “Mesa Boogie” говорит: «за 12 лет активного ремонта гитарных усилителей одной из наиболее частых проблем является неправильная настройка Bias, либо его отклонение из-за вибрации».

Фиксированное смещение лампыАвтоматическое смещение лампы

Что такое смещение (bias)

Лампа усиливает сигнал, поданный на её управляющую сетку. Она будет делать это при наличии на сетке более отрицательного напряжения относительно катода. Тем самым регулируется количество электронов, которые проникают сквозь сетку на пути от катода к аноду. Меняя напряжение на сетке, мы можем менять напряжение на выходе (аноде). Существует две разновидности смещения:

  • Резистор между минусом источника питания и сеткой лампы сам устанавливает оптимальное отрицательное напряжение. Сопротивление этого резистора подбирается индивидуально для каждой конкретной лампы. При автоматическом смещении на катодном резисторе рассеивается относительно большая мощность, которая могла быть отдана в нагрузку. В качестве компенсации приходится увеличивать напряжение питания выходных ламп, что приводит к снижению КПД.
  • Фиксированное смещение подразумевает одно и то же отрицательное напряжение, которое настраивается переменным резистором на определенную величину. Такой тип позволяет получить более высокую мощность в ущерб качеству звука. Напряжение может формироваться через отдельный выпрямитель и обмотку силового трансформатора, поэтому практически не зависит от величины анодного напряжения, как в случае с автосмещением.

Push-Pull усилители

Двухтактный выходной каскад, также известный как класс «В» или «АВ», способен обеспечивать достаточно серьезную выходную мощность, в отличие от однотакта (single ended). В таком каскаде одна лампа (или несколько включенных параллельно) используется для восходящей части волны, а другая – для нисходящей части исходного сигнала. Очень похоже на качели, проталкивающие ток в акустическую систему через выходной трансформатор. Для достижения максимальной эффективности фиксированный bias сделан крайне отрицательным, вплоть до того момента, когда лампы могут усиливать только положительную полуволну – это известно как смещение вблизи отсечки.

В чистом классе «В» проблемы начинаются при переходе сигнала через нулевое значение. Лампы по своей природе имеют нелинейную характеристику – в наибольшей степени это проявляется в драйверном каскаде. Здесь появляются искажения типа «ступенька» (crossover distortion), возникающие при переходе сигнала через «ноль». Степень отклонения от линейной зависимости характеризуются общим коэффициентом гармоник (Кг).

Лучший способ противостоять таким искажениям – сделать одновременное усиление в области нулевого значения. Другими словами, отрицательная полуволна начнет усиливаться в тот момент, когда сигнал находится в верхней части амплитуды. То же самое должно происходить и в обратном направлении. Чем идеальнее соблюдение этого правила, тем больше усилитель приближается к классу «АВ» и «А».

Читайте так же:
Схема включения ламп от постоянного ток

Настройка смещения ламп выходного каскада

Как убедиться в правильной настройке смещения? Нужно измерить напряжение на катодном резисторе, подсоединив плюсовой щуп мультиметра к катоду лампы, а минусовой – на общий провод (минус питания). Для 6П14П это значение равно -6,5 В, для 6П3С равно -14 В. В схеме с фиксированным смещением можно отрегулировать нужное отрицательное напряжение с помощью переменного резистора или подбором номинала постоянного сопротивления. Таким образом, устанавливается ток покоя оконечного каскада.

При недостаточном напряжении смещения выходные лампы будут сильнее нагреваться и быстрее придут в негодность. От блока питания потребуется большая мощность, чем требуется.

При чрезмерно отрицательном напряжении смещения нелинейные искажения типа «ступенька» станут отчетливо слышны. Это также может повредить лампы тем самым образом, когда они используются в течение длительного времени без перерыва.

Особенно важен одинаковый ток покоя в лампах драйвера и оконечника. В противном случае на выходном трансформаторе будет дисбаланс по постоянному току. И усилитель не будет отдавать всю полезную мощность в нагрузку.

Ламповый усилитель 100 Вт на 6П3С

Возраст лампы и отклонения в смещении

Как известно, все лампы в процессе эксплуатации изнашиваются, начиная звучать блекло. Важным фактором в длительности эксплуатации является пропускная способность, или трансдуктивность. Она определяет силу тока, которую проводит лампа при заданном напряжении на управляющей сетке. Старые лампы со временем проводят меньший ток, нежели новые. Естественно, в процессе эксплуатации смещение может выходить из заданных значений, поскольку гитарные комбики подвержены также и механическим вибрациям.

Вот почему ламповые усилители нуждаются в небольшой профилактике хотя бы раз в 3-5 лет, и уж тем более после замены ламп.

Метод измерения.

Резисторы Rs малой величины (датчики тока) соединены последовательно с катодом ламп. Баланс каскада измеряется между точками А и В. Смещение измеряется путем усреднения напряжения А и В в точке С и сравнением результата с постоянным опорным напряжением VR. Опорное напряжение устанавливается в соответствии с током покоя выходных ламп: Vr=Io*Rs

Измерение напряжения смещения - www.radio.infoklad.ru

Смещение двухтактных каскадов может быть задано балансировкой плеч:

балансировка ламп выходного каскада - www.radio.infoklad.ru

или с помощью независимых регуляторов смещения для каждой лампы:

3-r

Так как автор предпочитает в своих конструкциях использовать первый вариант смещения, то в статье описывается применение измерителя именно для такого варианта включения. В конце будут даны рекомендации, как использовать измеритель в схеме с независимым смещением ламп.

Читайте так же:
Подключение две лампы через выключатель

Схема предназначена для усилителей с фиксированным смещением ламп выходного каскада. Катодное (автосмещение) как правило, не имеет цепей подстройки, а если и имеет, то номиналы их варьируются в широких пределах, что затрудняет согласование измерителя со схемой.

Резистор в катодной цепи вносит в схему небольшую отрицательную обратную связь, теоретически снижая усиление и искажения. На практике снижение коэффициента усиления минимальны при рекомендуемых значениях резисторов. Например, если мы вводим в катод лампы КТ-88 резистор 10 Ом при приведённом сопротивлении нагрузки 5кОм, то потеря усиления для нагрузки от 8 до 650 Ом составит всего 0,2дБ.

Если вас это беспокоит, то вы можете ввести в схему переключатель, который будет закорачивать этот резистор, когда измеритель не используется. Применение шунтирующего конденсатора здесь не очень удобно из-за малого сопротивления резистора. Кроме того, небольшие резисторы стоят в катодных цепях таких отлично звучащих аппаратов как Marantz 9, Heathkit W-7M, Luxman LX-33, Radford STA-25R, Harmon-Kardon Citation II. Каких-либо негативных последствий от введения этих резисторов замечено не было.

Что такое BIAS и с чем его едят?

Превью топика

Многие владельцы ламповых усилителей рано или поздно приходят к моменту замены ламп. Все бы ничего — очень многие производители строят свои ампы на лампах EL-34, позволяющих производить замену легко и без ковыряния внутри. Однако есть любители усилителей типично американского происхождения (Blues/Hot Rod Deville/Deluxe, Bassman, Princeton и иже с ними), в которых в качестве выходных ламп мощника стоят 6L6. В их числе и ваш покорный слуга. Как быть нам? Попробуем разобраться…

Компания Mesa Engineering, к примеру, избавляет своих пользователей от необходимости настройки усилителя после замены ламп — они просто продают подобранные и промаркированные фирмой именно к их усилителям лампы, но за это удобство вы платите дороговизной. Тоже вариант решения проблемы для конечного пользователя-музыканта, и неплохой.

Определение

Теперь разберёмся в том, как работают лампы в усилителе. У каждой лампы есть катод, сделанный из материала, который отдаёт электроны при нагревании. Эти электроны с отрицательным зарядом «минус», не сидят на месте и начинают толкаться, при этом распихивая друг друга. И вот на нашем нагретом катоде уже закипают электроны. Для них у лампы есть анод — это пластина с зарядом "+", она притягивает к себе электроны. Электроны летят в эту пластину и становятся частью движущегося напряжения в проводах и проводниках.

Читайте так же:
Ток потребления светодиодной лампы 220 в

Если мы хотим, чтобы наша лампа усиливала напряжение переменного тока, а не выпрямляла его, превращая в постоянный, нам нужно контролировать число электронов, которые проходят через пластину. Для этого в лампе есть специальная решетка-электрод. Она из себя представляет небольшое сплетение проводов, обвитых вокруг катода, но при этом не прикасающихся к нему. Меняя напряжение на этой решетка, мы можем изменять её заряд. Таким образом, она либо притягивает их, либо не даёт электронам проскочить (зависит от напряжения на решетке). Итак, меняя напряжение на этой маленькой решетке, мы меняем напряжение на выходе. Маленькое изменение на входе даёт очень большое изменение на выходе. Вот так работает ваш усилитель.

Итак, с электронами и лампами мы разобрались. Теперь непосредственно к bias’у. По словарю:
Bias — напряжение смещения, (электрическое) смещение || подавать напряжение смещения, подавать смещение

Двигаясь через решётку, электроны её нагревают. Если число электронов, которые проходят через решетку, достигает определенного уровня, она перегревается и разрушается. Нашей лампе приходит конец. Если мы не хотим этого допусить, (а мы, конечно же, не хотим), существует такая вещь как настройка bias’а. Вот это-то и есть подстройка напряжения на той самой решетке. Напряжение смещения (bias voltage) — это источник равномерного напряжения, подаваемого на решетку с целью того, чтобы она отталкивала электроды, то есть она должна быть более отрицательная, чем катод. Таким образом регулируется число электронов, которые проникают сквозь решетку. Напряжение смещения настраивается для того, чтобы лампы работали в оптимальном режиме. Величина этого напряжения зависит от ваших новых ламп и от схемы усилителя. Таким образом, настройка биаса означает, что ваш усилитель работает в оптимальном режиме, что касается как и ламп, так и самой схемы усилителя.

Типы настройки BIAS

Еще один способ настройки — это катодный биас. Его принцип заключается не в постоянном напряжении, подаваемом на решетку. Вместо этого между катодом и землёй помещается резистор с большим сопротивлением. Это позволяет стабилизировать напряжение в лампе. Сама схема довольно сложная, поэтому описывать мы ее не будем. Но если вам интересно, можете поискать в сети статьи про «Cathode bias».

Фиксированный биас, как правило, используется в мощных усилителях, а катодный — в маломощных.

Автоматическое смещение обычно получается в результате протекания тока через резистор, включенный между катодом лампы и общим проводником схемы (т. н. «землей»). Примерами такого решения можно назвать VOX AC30, Laney LC30, Peavey Classic 20, Kustom Coupe’72, Matchless Chieftain (также Clubman, DC30) и т. д. Мой второй усилитель, Fender Blues Deluxe’90 также построен по такой схеме биаса.

Читайте так же:
Розетка для патрона от лампочки

Настройка тока смещения необходима для правильной работы усилителя с теми параметрами, которые задал для него производитель. Именно его правильная работа и даст вам тот самый звук, ради которого вы амп и покупали. Вдобавок ко всему, правильный режим работы ламп продлевает им жизнь.

Лампы

Многие известные гитаристы прошлого сознательно разгоняли свои ампы до пределов, лампы в загнанном режиме работали по 6-7 часов и умирали — но благодаря этому мы слышим звуки их гитар, которые стали легендой. Увы, не всем такая роскошь в экспериментах не по карману. Вслед за умершими лампами вполне может слететь и еще N-ное количество элементов схемы. Обилие всевозможных примочек также избавляет вас от необходимости насиловать усилитель для получения нужного звука. Если вы не являетесь квалифицированным электронщиком, такие эксперименты стоит забыть — напряжение анода на лампах как правило выше 300 вольт, и вы рискуете как минимум (если вы достаточно везучи) испортить свое здоровье, а как максимум — усилитель вас просто убьет, и поставят вам его вместо памятника. У «классических» усилителей Marshall 2203 и SuperLead регулятор смещения расположен внутри шасси, причем так, что при его вращении отверткой легко по неосторожности угодить рукой в анодный выпрямитель — а там ни много ни мало, 460 вольт.

Поэтому если ваш усилитель звучит недостаточно объёмно или слишком трудно перегружается, смена ламп и настройка биаса в принципе могут помочь. Однако, если этого не произошло, вместо того, чтобы разгонять усилитель при помощи экстремальных режимов стоит подумать о том, чтобы купить другой усилитель, который изначально вам будет нравиться без всяких настроек. Если же вы техник-маньяк, помните. что производители не просто так проектируют свои усилители. Есть причины, почему они должны работать с определенными параметрами.

Конкретный пример

Далее работу производим в следующем порядке:
1. Выключаем усилитель, вынимаем кабель питания из розетки. Если вы пользовались усилителем, то оставьте его на 10 минут, чтобы лампы остыли, а также уничтожилось остаточное напряжение. Во избежание повреждения ламп, нельзя проводить дальнейшие действия, пока они не остыли.

2. Откручиваем заднюю панель усилителя. Откручиваем винты на верхней и нижней панелях усилителя, соединяющие кабинет и шасси. Отсоединяем кабель, соединяющий усилитель и динамик; это нужно для предотвращения повреждения кабеля пока вы двигаете шасси. Затем вытаскиваем шасси усилителя, двигая его к себе. Некоторые усилители имеют вынесенный наружу подстроечный потенциометр, который облегчает настройку смещения. В Fender Super Champ потенциометр настройки смещения (BIAS) находится на шасси.

Читайте так же:
Разрядный ток в лампе

3. Подключаем спикерный кабель сразу после того, как получите доступ к шасси. Для замера смещения необходимо, чтобы все было подключено к усилителю (да и ко всему, амп без нагрузки включать нельзя во избежание перегрева выходного трансформатора и выхода его из строя).
4. Включите питание усилителя. Для настройки тока смещения необходимо, чтобы питание шло по усилителю. На этой стадии необходимо проявлять крайнюю осторожность.
5. Подсоединяем черный щуп вашего мультиметра к шасси усилителя. Шасси – это самое безопасное место для заземления. В случае с Super-Champ так называемый bias test-point находится на ножке резистора R20 (к примеру, в ампах Hot Rod Deville/Deluxe или Blues Delux Reissue тест-пойнт так и подписан: BIAS Test point, так что не ошибетесь).

6. Проверяем показания мультиметра. Правильно отстроенный Fender Super Champ должен показывать 40 милливольт.

Вручную отрегулируем синий потенциометр смещения, расположенный справа на шасси для настройки смещения ламп, и заново проверим показания мультиметра. Это непростой процесс, и обычно на это необходимо несколько попыток. Подстроечный потенциометр сбалансирует ток на каждой лампе, чтобы они получали равную нагрузку. Если вы не можете настроить смещение в 40 милливольт, значит вам попалась бракованная лампа. В этом случае отключите питание, замените все лампы, и попробуйте снова. Важным уточнением является следующее: в рамках гарантийной договорённости разрешается использовать только типы ламп, разрешенные производителем устройства. Если количество выходных ламп больше 1, разрешается использовать только подобранные (matched) комплекты!

Для тех, кто планирует частую смену ламп и хочет экспериментировать с лампами разных производителей, будет удобен вот такой зонд-переходник:

Купить его можно здесь.

7. Отсоединяем контакты мультиметра от шасси, отключим питание и отсоединим спикерный кабель. Задвигаем шасси на место и заново подключаем спикерный кабель. Закручиваем 4 винта на верхней панели кабинета. Работа окончена! Let the guitar ring!

В настоящей статье использованы материалы с kombik.com, strat-talk.com, fenderforum.com, music-electronics.com, thegearpage.com, wiki.com.

Возможные проблемы, связанные с неисправностью ламп в усилителе, описаны в этой статье. Также приведены методы диагностики конкретных вакуумных элементов, рекомендуемые Mesa Engineering.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector