| Книги
Временно е прекратена секция Download , Picture , Research.
При анализ на потребителите оставям тези цекции на страна и достъп само след писмо до мен .
Пять лет назад Валентин Костин предложил А. С. Городникову, тогдашнему председателю российской секции AES, устроить смотр достижений отечественных производителей акустики и усилителей. Что и было сделано - при участии Юрия Грибанова в помещении фирмы "Ленин" в Чертаново прошла первая выставка "Российский High End". Участников тогда было всего четверо Natural, "Валанкон", "Old Timer" Александра Тарима и "Эррол Лаб" Александра Гайдаром.
На только что закончившейся, пятой по счету, были представлены изделия 45 производителей. Уровень экспонатов был настолько высок, что вызывал восхищение даже видавших виды специалистов.По словам Дмитрия Свободы, несмотря на столь большое количество фирм, провести эту выставку было проще, чем предыдущую. По-видимому, появился опыт как у организаторов,так и у участников. Спонсоров было три - Акустический Центр МТУСИ, московский "Валанкон" и питерская "Золотая середина", в прошлом году выступавшая под именем А&Т Sound. Вход, как и год назад, был бесплатным. Посетителей никто не считал, но 2000 зеленых значков с "птичкой" разошлись за первые три дня. В принципе, экспонентов могло бы быть и больше, если бы не чисто русское разгильдяйство. Например, представители Svetlana Electron Devices, крупнейшего в России производителя электронных ламп, не нашли времени, чтобы оплатить выставленный им счет (участие было платным, но цены были заметно снижены), хотя до последнего момента подтверждали свои намерения. Буквально за день до открытия, не объясняя причин, отказался Анатолий Девиченский, что для него уже становится традицией. Совершенно немыслимые требования выдвинул Александр Алешин из Хабаровска, - по его мнению, выставка должна быть целиком посвящена ему и его "звуковому тракту XXI века". От этого, в свою очередь, был вынужден отказаться оргкомитет. По финансовым соображениям не смог приехать из Днепропетровска и Александр Тарим. Очень не повезло конструкторам из Helium, которые подготовили АС специально для выставки, но во время перевозки пробили корпус одной из них. А жаль, колонки были уникальные - в них использовались рупора с малым раскрытием, имеющие высокий к.п.д. без характерного "рупорного" звучания. Кроме "Хелиума" в этой области пока никто не экспериментировал.
Но давайте о приятном. Пустующих стендов не наблюдалось, все вакансии моментально заполнились. Усилиями журнала "Вестник А.Р.А." наконец-то был создан интернетовский сайт, посвященный выставке, с массой полезной информации для самодельщиков. По адресу www.chat.ru/~audiomeca вы найдете описания конструкций, компонентов, схемы и ссылки на аналогичные сайты за рубежом. Приехало много дебютантов (разве я сказал "новичков"?) со всей России, и среди них - авторы настоящих открытий. Прослушивание экспонатов проводилось непрерывно, практически без пауз целый день, поэтому посетители приходили, основательно подготовившись - с термосами, любимыми CD, а некоторые и со своими кабелями. Впервые были открыты две постоянные экспозиции в актовом зале, - там показывалась эстрадная аппаратура и домашний кинотеатр. Присутствовать на всех демонстрациях мы не могли, и чтобы никого не обижать, ограничимся по возможности беспристрастным описанием экспонатов (и экспонентов). Сенсацией стали устройства под названием "диссипатор" московской фирмы "Интэкс". Их изобретатель Алексей Квитка, доцент кафедры микроэлектроники МИФИ. Звуковоспроизведением занимается около 30 лет, причем ответы на возникшие вопросы находил экспериментальным путем. Общая идея диссипатора заключается в том, что качество звучания воспроизводящего тракта полностью определяется термодинамическими (далее ТД) процессами, протекающими во всех его точках. Их вклад в звуковую картину определяется плотностью проходящего тока и, таким образом, наиболее ощутим в звуковой катушке громкоговорителя, которая в процессе работы может нагреваться до 100 град., и акустическом кабеле. Многие исследователи замечали, что комплексное сопротивление (модуль Z) проводника при прохождении нестационарного сигнала, т.е. музыки, для разных импульсов не одинаково. Это было принято относить на счет скин-эффекта, но если открыть справочник по физике и найти соответствующую формулу, то можно легко обнаружить, что на звуковых частотах никакого скин-эффвкта быть не может. Но расслоение частот по сечению проводника, несомненно, есть, и глупо было бы этого не признавать, считает Алексей. После двух лет раздумий он пришел к однозначному для себя выводу, что здесь имеет место скинолодобный ТД-эффект. Любой проводник, по которому течет ток, нагревается, и нагрев этот неравномерен, т.к. поверхность лучше охлаждается за счет контакта с окружающей средой. Таким образом, создается градиент температур по сечению, причем в центре температура максимальна. Поскольку проводимость любого металла падает с повышением температуры, это приводит к возникновению участков с разным сопротивлением сигналу, - в центре оно выше, чем на поверхности. Кроме того, НЧ-импульсы успевают прогреть проводник, и поэтому идут по его центру, а ВЧ - нет, и распределяются по поверхности, где сопротивление минимально. Эксперименты показали, что градиент сопротивлений в звуковых катушках может достигать 50%! Такой эффект ощутим на звуковых частотах и приводит к появлению группового времени задержки.
Диссипатор имеет обратную ТД-функцию по отношению к звуковому тракту. Устройство ставится там, где плотность тока максимальна между усилителем и АС, и с большой точностью компенсирует описанный выше эффект на любых амплитудах сигнала. В результате в 3 - 4 раза снижаются кросс-модуляционные искажения, нарушения тонкой ритмической структуры сигнала. Диссипатор почти полностью устраняет влияние кабеля на звучание системы. Все описанное выше, по мнению Алексея, происходит и в межблочниках, но в меньшей степени, хотя в системах с высоким разрешением это прекрасно слышно.
Теория не бесспорная, но она действительно многое объясняет, с этим трудно спорить. Алексей Квитка заставил многих конструкторов по-новому взглянуть на процессы, происходящие в усилителях, особенно ламповых. Что же показало прослушивание? Прежде всего, диссипатор "съедает" до половины подводимой к нему мощности и немного "размывает" инструменты второго и третьего планов. С этим вполне можно мириться, если учесть, что первый план он делает просто великолепным! Улучшается локализация источников, звучание становится более насыщенным, богатым и контрастным. В ассортименте блоки как универсальные, с изменяемой функцией, так и изготовленные по заказу под конкретную систему при стоимости от $150 до $240. Не случайно интерес к изделиям "Интекса" проявили и сотрудники некоторых московских хай-эндных салонов.
Второе открытие РХЭ - Новосибирская Электротехническая Мануфактура (НЭМ), показавшая очень серьезный подход к разработке и конструированию усилителей. Идеолог НЭМ Сергей Рубцов паяет их с детства, но ламповыми занялся лет десять назад, причем предпочитает однотактные. Несмотря на то, что фирме всего три месяца, в ее программе 5 моделей усилителей мощностью от 7 до 10 Вт на разных лампах, а также ламповый буфер для CD-проигрывателя. Последний имеет секционированный корпус, кенотронный выпрямитель, фильтр с дросселями, амортизированное медное субшасси и батарейное питание цепей смещения. Выход трансформаторный, с сопротивлением менее 5 Ом. Основные требования ко всем конструкциям НЭМ - хорошая повторяемость при серийном производстве, использование отечественных ламп и сердечников для трансформаторов. Но при этом - виброизоляция компонентов, монтаж серебряным проводом, качественный припой, углеродные резисторы и тренировка всех ламп. Производство продукции налажено на оборонном заводе. Повышенные требования предъявляются и к оформлению усилителей, которым занимается профессиональный дизайнер. К примеру, передняя панель состоит из 11 точно подогнанных частей, и одна из них - вставка из натурального лабрадорита. Отверстие под ручку громкости в ней сверлится в течение 4-х часов. НЭМ принципиально не хочет производить более 20 аппаратов в месяц, т.к. в противном случае страдает качество. Стоят усилители НЭМ от 11000 до 13000 руб.
Поистине ошеломляющие усилители показал Александр Юрьев из Jericho Sound Labs. О его "Шторме" мы уже писали в прошлом номере, теперь представилась возможность познакомиться и с самим конструктором. Александр - физик-теоретик с университетским образованием, много лет преподавал в вузе, и кроме основной специальности - электротехнику и автоматику. Из музыки любит классику и джаз. Долгое время работал в Одессе вместе с Митрофановым и Пикерсгилем. Около 25 (!) лет занимался конструированием ламповых бестрансформаторных усилителей и, в силу их специфики, много труда положил на изучение обратной связи. Считает, что звучание ухудшает не ОС вообще, а лишь неграмотно рассчитанная. Главную ошибку конструкторов видит в том, что тракт усиления и цепь ОС имеют разные частотные характеристики. Юрьев твердо убежден, что триод должен работать с анодной нагрузкой, а пентод - с катодной. Предпочитает "двухэтажные каскады" с динамической нагрузкой.
На РХЭ впервые демонстрировался юрьевский Rex - двухтактно-параллельный усилитель (схема, известная как "Циклотрон") на тетродах ГУ-72 с возможностью переключения в триод. Его выходной трансформатор подмагничивается постоянным током от отдельного источника. В "Рексе" используется как положительная, так и отрицательная ОС. Выходная мощность -150 Вт в триоде и 200 в пентоде, причем 100 Вт усилитель выдает при искажениях 0,08%. Даже на мировом рынке такие мощные ламповые аппараты, особенно однотактные, большая редкость. Поэтому изделия Jerico Sound Labs обречены на успех, несмотря на цену. При стоимости $25000 за пару моноблоков за восемь месяцев было продано пять комплектов. Того, кто видел юрьевские усилители "живьем", это вряд ли удивит - дизайн их выше всяких похвал. Что касается надежности, то во время демонстрации "Шторма" произошел любопытный казус. Усилитель почему-то не захотел петь, - колонки звучали тихо, громкости явно не хватало. После десятиминутной проверки было обнаружено, что входные клеммы обеих АС были закорочены. И все это время усилитель работал!
Александр не собирается останавливаться на достигнутом: уже готов экспериментальный образец 200-ваттного однотактника на ГУ-74. Разумеется, дорогостоящие исследованиия и изготовление усилителей такого класса невозможны без спонсорской поддержки. Финансовую помощь Юрьеву оказывает бизнесмен Андрей Суворов, большой любитель и знаток музыки.
Еще одна новая и очень интересная фирма "Инициал" из Луганска. Ее работники придерживаются классической японской концепции, производя небольшими партиями (до десяти в месяц) однотактные триодные усилители без ОС и высокочувствительную акустику. В АС под названием Initial Fidelio установлены динамики Lowter ОХ-2, а корпуса изготовлены из массива дуба. Внутри - акустические лабиринты из ламинированного ДВП с идеальной поверхностью.
Прекрасно отделаны внешне и усилители. Хромированные латунные шасси, отполированные до зеркального блеска, такие же кожухи трансформаторов: изящная, хорошо продуманная конструкция. Хотя на гальванику и работу по металлу приходится до 25% от стоимости усилителей, они не очень дороги. Например, пара моноблоков на ГМ-70 с нувистором на входе и мощностью 20 Вт и стоит $2000, на 6Н13С - $600, на 6С33С с кенотронным питанием - $1400. В усилителях используются отобранные по звуку компоненты, в частности, бумагомасляные конденсаторы. На выставку была привезена лишь часть ассортимента "Инициала", в арсенале также модели на триодах 6С4С, 6С19П, 6С41С.
"Два Товарища" из Москвы, Александр Князев и Артем Фадеев, создают "технику, с которой можно жить". Жить с ней действительно можно, потому что это небольшие аккуратные АС с фрезерованными из массива дуба или бука корпусами и компактные усилители. Акустику делает Александр на базе высококачественных датских головок Skan Speak, а ламповые двухтактники Артем. Хотя друзья и признают, что они не профессионалы, т.к. по жизни занимаются совсем другим, выглядят их произведения, как дорогой итальянский High End. Любимым делом занимаются более 20 лет, основной критерий - "чтобы была музыка, а не технические параметры". Прямо на стенде продемонстрировали полный усилитель 6П1П размером с небольшую шкатулку с переключением пентод/триод. Он хорошо раскачал АС, которые звучали очень открыто и мощно. В них используются простые фильтры (всего один конденсатор), поскольку динамики сами по себе очень ровные.
Впервые на РХЭ и "Каденция" из Омска. Кредо - разработка недорогих моделей с хорошим звучанием для начинающих меломанов. Поскольку это возможно лишь при использовании отечественной элементной базы, в течение долгого времени отбирали компоненты. Их исследования конденсаторов были недавно опубликованы в спецвыпуске "Вестника А.Р.А.". На выставку омичи привезли двухтактник "Терция" на EL34 в пентоде с раскачкой 6Н7. Все удовольствие - $400, но если есть желание сделать усилитель своими руками, можно приобрести и KIT'ы с лампами и печатными платами за $200. Вся продукция обеспечивается гарантией.
Второе направление "Каденции" - системы ДУ для ламповых усилителей с питанием от накальной обмотки 6,3 В. Они построены на американских процессорах Microchip и имеют оригинальную схему помехоустойчивого кодирования. В комплекте симпатичный металлический пульт, небольшая плата и потенциометр с мотором. Цена в $60, конечно, немаленькая, особенно если учесть, что дистанционно регулируется только громкость. При более оптимальном использовании дорогих чипов, когда можно будет на расстоянии включать питание, причем в режиме soft start, переключать входы, - а работа в этом направлении уже ведется - цена будет более оправданна. Необходимость ДУ в ламповой технике можно оспаривать, но тот факт, что этой продукцией заинтересовались многие разработчики усилителей, говорит сам за себя.
Еще один дебют - московская фирма "Алекс". Она специализируется на разработке и модернизации акустических систем, в т.ч. и зарубежного производства. Хай-эндом их изделия назвать сложно, но свою нишу на рынке, они, несомненно, занимают. Настоящий фурор вызвало "поющее дерево", предназначенное для озвучивания кафе и баров. Это действительно дерево, правда, искусственное, установленное на основании-сабвуфере, и вместо плодов на нем развешаны сферические СЧ- и ВЧ-излучатели. Если бы на выставке присуждались призы, то за оригинальность его бы наверняка получил "Алекс".
А вот компания B.A.R.S. продемонстрировала очень серьезный подход к конструированию транзисторных эстрадных усилителей.Что не удивительно, т.к. их генеральным конструктором является А.П. Сырицо, инженер-конструктор, чьи статьи в журнале "Радио" публиковались еще в 70-е. Фирме всего два года, основное направление - мощные аппараты с оригинальной схемотехникой на импортных компонентах. Схемные приоритеты - сочетание двуполярных и полевых транзисторов. Учитывая назначение усилителей, большое значение придается их надежности. Все конструкции имеют принудительное охлаждение, поэтому могут работать при окружающей температуре +55 град., т.е. на сцене и на жаре. Вся защита электронная, никаких контактов и плавких вставок. Цена двухканального 400-ваттника - $550.
А что же показали старожилы российского хай-энда? Акустический Центр МТУСИ, главный организатор РХЭ'99, подготовил две АС на базе прошлогодней "Яшмы" - 4-х и 3-х полосную. Но послушать и даже сфотографировать их нам не удалось. Одни за месяц до начала выставки пришлось продать, и на вырученные деньги были напечатаны цветные выставочные буклеты. Другие собирались демонстрировать в последний день, но накануне прослушивания их тоже купили, причем покупатель не хотел ждать ни дня. Конструкции действительно уникальные - с круговой диаграммой на ВЧ/СЧ и очень хитрым НЧ-боксом, позволяющим получить очень низкий бас при малых объемах корпуса. Если опустить технические подробности, то, по сути, это 5 резонаторов Гельмгольца с разными резонансными частотами, подобранными до 0,5 Гц и согласованных по уровню. При небольших габаритах АС воспроизводят частоты начиная с 34 Гц с нулевыми отклонениями АЧХ неудивительно, что их сразу же купили.
"Валанком" впервые за свою историю кроме ламповых усилителей показал и транзисторный, правда, с трансформаторным выходом. Валентин Костин считает, что именно выходной трансформатор (ВТ) обеспечивает хорошее демпфирование нагрузки, являясь для нее, по сути, коротким замыканием по постоянному току. Второй довод в защиту ВТ - отсутствие колебательного процесса на выходе при емкостном характере нагрузки и постоянной составляющей при ассиметричном сигнале. За счет этого звучание на басах становится отчетливее, без рева и "грязи", характерной для обычных транзисторных усилителей. Схема, естественно, двухтактная (Костин твердо убежден, что усилители должны быть симметричными, как и все в природе) на высоковольтных полевиках с допустимым током 20 А. Выходная мощность этих монстров 2 х 200 Вт, поэтому пришлось применить принудительное охлаждение.
Не забыл "Валанкон" и конструкции ламповые. Была усовершенствована основная модель, УМ-01, а также "младшенькая" - 10-ваттник на 6П14П. Сделан новый двухтактник на 6П45С в "классе А". Получилось 20 - 23 Вт очень приличного звука.
Питерская "Золотая середина" по-прежнему делает любые трансформаторы - входные, межкаскадные, выходные, в т.ч. для ламп ГМ-70 и SV-572, а также усилители и KIT'ы на их основе. Качество изделий заметно выросло, причем можно заказать любой транс в любом исполнении в кожухах, с заливкой маслом и т.д. Совместно с "Вестником А.Р.А." продемонстрировали два почти одинаковых усилителя,разница состояла в том, что у одного на входе была 6Н8С, а у другого - прямонакальный пентод 4П1Л в триодном включении. Был также показан первый российский ДАС с токовыми трансформаторами на выходе и однотактник Twin Twins на параллельных 6С4С. При участии "Вестника" был также изготовлен "виниловый" корректор для прослушивания ламп 12АХ7.
George Ohm из Харькова под предводительством Юрия Малышева выходит на международную арену. Его способности разрабатывать ламповые эстрадные усилители с хорошим звуком были по достоинству оценены австралийской фирмой Blackmore Audio. Для нее планируется изготавливать около 100 аппаратов в год, в т.ч. и МХ2000, ламповые блоки для сцены мощностью полкиловатта на канал с хай-эндной начинкой. На РХЭ Малышев привез два новых моноблока на EL34 мощностью 25 Вт в триоде стоимостью $1200 за пару. Их разработку профинансировал аудиосалон из Кременчуга "Планета". Вторая модель - открытая, тоже на "тридцать четверках", сделана по заказу Blackmore Audio. Все усилители имеют новую схемотехнику, усиленную энергетику, качественные компоненты. Кроме изготовления серийной продукции фирма принимает индивидуальные заказы на одно- и двухктактные усилители. С аппаратами George Ohm демонстрировались АС Сергея Батя, который участвовал в выставке как частное лицо.
Полтора года назад от компании Natural отделилась Лаборатория Клочит которая начала самостоятельно проектировать усилители и АС. Забегая вперед, скажем, что разделение пошло на пользу и Клячину, и Грибанову.
Лаборатория видит три составляющих успеха - серийное производство, низкая себестоимость и высокое качество изделий. Для этого уже немало сделано: их техника очень неплохо играет при относительно низкой себестоимости и прекрасном внешнем виде. Сейчас усилия предприятия направлены на налаживание серийного производства и поиск дистрибьюторов, в т.ч. и за рубежом.
На РХЭ были показаны прототипы изделий, на которых отрабатывается технология. Это SA-4J, открытая конструкция на 6С33С с автоматическим поддержанием тока покоя мощностью 2 х 40 Вт и бестрансформаторный 20-ваттник А2 на тех же выходных лампах. Дизайн с осевой симметрией через основные габаритные детали разработан Михаилом Авдеевым. Есть и закрытая конструкция, которая была привезена позже. Специалисты лаборатории отслушивают компоненты, особенно лампы, провода и трансформаторы. Последние мотаются на торах и имеют АЧХ до 160 кГц с завалом 3 дБ на нагрузке 2 Ом. Продемонстрировали также соединительные кабели межблочным и акустическим из сверхчистой меди (в дорогих - посеребренной) во фторопластовой изоляции.
"Монтажник" выставил 12 моделей АС стоимостью от 20 (!) до 700 долларов за пару. Самые дорогие - с кевларовыми излучателями. С уверенностью можно сказать, что больших успехов из отечественных производителей не достиг никто. Налажен серийный выпуск акустики для домашнего применения и агрегатов со звуковым давлением порядка 100 дБ для небольших залов - кафе, ресторанов, а также систем объемного звучания. Несмотря на то, что корпуса имеют многослойную структуру ДСП-битум-гофрокартон-битум-ДСП, АС очень технологичны в изготовлении и собираются за 15 - 20 секунд. Отделка производится натуральным шпоном и даже металлом.
Саратовский завод "Рефлектор" за отчетный период претерпел массу изменений, - прошел акционирование, реструктуризацию, а на базе цеха, который раньше производил приемно-усилительные лампы, было создано ЗАО "Экспопул". При этом за год в серию было запущено 10 (!) типов ламп, и все они сделаны по заказу американских фирм, т.к. 95% продукции завода идет за рубеж. Это КТ88, 66, модернизированная 12AX7LPS, 7591,1622, 7024 6550DE и другие модификации. Было возобновлено серийное производство лампы 6П6С (6V6GT), которая опять входит в моду. Хит сезона "закрытый" раньше двойной триод 6Н30ДР, применявшийся исключительно в военной технике. Теперь большая их часть отбирается для Audio Balanced Technology (см. интервью Виктора Хоменко в прошлом номере) и маркируется их логотипом.
К сожалению, до сих пор не удается организовать продажу саратовских ламп в России. Переговоры с различными салонами идут долго и трудно по причине высокой стоимости продукции. Те же, что продаются с клеймом "Рефлектор" на радиорынках, скорее всего, бракованные, поскольку украсть с завода изделие, прошедшее ОТК, практически невозможно, а официальных поставок на внутренний рынок пока нет.
"Колвир" занимается буквально всем - от виниловых корректоров до комплектов домашнего театра. Постепенно теряя интерес к хай-энду как таковому, переходит к эстрадной технике, что в современных условиях вполне оправданно. Звучит их транзисторная аппаратура очень убедительно, хотя цена на некоторые изделия непомерно высока.
Московский музей ламп в лице Игоря Бабайцева выставил комплект из модернизированного однотактника Bohemia SL и винилового корректора. Были установлены более качественные комплектующие и выходные трансформаторы, вторичная обмотка которых состоит из 24 параллельных секций. Благодаря этому получена мощность 10 Вт с хорошим басом. Корректор собран на медном шасси без экранировки, т.к. по мнению И. Бабайцева, борьба с фоном при таком разрешении тракта ухудшает музыкальность. Главная новость - часть изделий прошла сертификацию в США и, возможно, будет выпускаться там. Кроме того, планируется наладить серийное производство на базе рижского завода "Радиотехника".
Владимир Стародубцев (фирма "Три В") после 17 августа переориентировался на продукцию ценой около $200 и нашел партнеров, готовых ее выпускать серийно - Ростовский НИИ связи и военный завод в Екатеринбурге. Скорее всего, в серию пойдут "Мустанги", параллельные однотактники на лампах ГУ50, EL34 или 6П3С в триодном включении. Главная идея в том, что все модели имеют одно шасси и даже одинаковые выходные трансформаторы, что позволяет за небольшую доплату делать штатный апгрейд.
Второе направление - хай-эндные "Обертоны" на прямонакальных триодах SV-572. Прежде чем была выбрана эта лампа, проводились измерения и прослушивания массы других, в т.ч. 6С4С и 300В, снимались спектральные характеристики драйверов и оконечных каскадов. В результате выяснилось, что по эмоциональному воздействию на человека 572-ой просто нет равных. Примечательно, что объяснение этому можно найти в термодинамической теории Алекся Квитки из фирмы "Интекс" (см. выше).
Земляки Стародубцева братья Араумановы привезли две модели АС с самодельными динамиками. Наряду с "белым клыком", демонстрировалась и ее трехполосная модификация KG Delta E1, покрашенная зеленой автоэмалью (3600 у.е.) Был также показан компьютерный измерительный комплекс для снятия параметров динамиков и правильной расстановки колонок в помещении. Кроме этого, начали изготавливать и продавать наборы динамиков - самодельные кевларовые басовики и английские "пищалки", а также кабели из медного литцентдрата и серебра.
Лаборатория Губина за истекший год создала целую серию очень неплохих усилителей и новую линейку АС. Несмотря на то, что основной принцип остался прежним (недорогие модели для массового покупателя), внешний вид аппаратов заслуживает всяческих похвал. Светлые эмали, отделка деревянными панелями и корпуса АС под rosewood - все говорит о том, что достигнут более высокий качественный уровень. Были выставлены пять новых моделей - моноблоки на 300В ($500 -1000 за пару), на SV-572 ($800 1400) и бюджетные на EL34 ($250 - 400) в параллельном триодном включении плюс предварительный с фоно-корректором и усилитель для наушников.
Другая особенность фирмы - гибкость, т.е. стремление удовлетворить любые запросы заказчика. Широкий спектр выходных ламп и комплектующих самого разного качества позволяют выпускать усилители различных конфигураций в самом различном ценовом диапазоне (разброс цен на одну и ту же модель объясняется разной комплектацией). Губинцами был также разработан принципиально новый двухкатушечный выходной трансформатор для SV-572 индуктивностью 80 Гн на 20 Вт.
У АС цельноклеенная конструкция, и собраны они без единого шурупа или гвоздя. Головки самодельные - рупорные и кевларовые динамики. При цене $1200-1500 за пару имеют чувствительность 96 дБ, благодаря чему хорошо работают с ламповыми усилителями.
Жан Цихисели, дебютант РХЭ, привез симпатичные моноблоки Time Wind на Г-807, в которых прослеживались черты губинских усилителей - отделка а-ля красное дерево, светлые шасси. Жан уверен, что схемотехника должна быть как можно проще: триоды или тетроды в триодном включении без обратной связи и с минимумом каскадов. Девиз "наиболее качественный звук при минимальных затратах". Цихисели считает, что все устали от транзисторов, но к лампам придут только в том случае, если они будут хорошо звучать при доступной цене.
Юрий Грибанов, вторая половина бывшей Natural, остался верен своим идеалам. Внешний вид его изделий выше всяких похвал, хотя стоят они недорого усилитель (двухтактный на EL34 в триоде, "класс А", 17 Вт) $590 и двухполосные колонки - $600. В них установлены две "пищалки" калужского производства и два картонных НЧ-излучателя, что позволило получить 60 Вт при 86 дБ чувствительности.
Разработчик акустических систем "Эррол Лав" и их производитель "Торий" заняли два стенда, где были выставлены 10 новых моделей. Фирмы пошли по пути удешевления АС без ущерба для качества звучания. Для этого были разработаны "разрезанные" пополам конструкции, в которых сохранился основной принцип контрапертурности. Кроме того, удалось почти вдвое удешевить производство корпусов и найти более дешевые динамики. Диапазон цен теперь составляет от $330 до $1500 - это в два раза ниже, чем в прошлом году. Несмотря на все изменения, качество звучания новых АС осталось на прежнем уровне. В ближайшем будущем предполагается выпускать также компактные спикеры для мультимедийных компьютеров и даже автомобильные.
Замечательные аудиостойки привезли московский салон RAS и тверская "Техносфера" Стоит отметить невысокие цены при большой эффективности и прекрасном внешнем виде (мрамор, металл) их изделий.
Кроме производителей, на РХЭ были и торговые компании, представившие огромное количество аудиофильских компонентов - динамических и рупорных головок, ламп, конденсаторов, сопротивлений и аксессуаров самого разного назначения. Это "Гирос", "Пятый Элемент" (бывш. "Авант Электрик" и "Редан". Благодаря им многие самодельщики получили возможность приобрести для своих проектов недорогие, но качественные детали.
Прежде всего то, что некоторые всерьез начали готовиться к серийному выпуску своей продукции. Это радует, и в первую очередь потому, что она становится недорогой, надежной и привлекательной внешне. В связи с этим многие обратили свой взор на отечественные комплектующие и стали более тщательно продумывать дизайн (Губин, "Два Товарища", НЭМ, "Инициал", Юрьев, Клячин, Грибанов - да почти все!). По крайней мере, убогих черных конструкций с торчащими лампами на выставке в этот раз не было. Наконец-то развеян миф о том, что хороший усилитель можно собрать из деталей, найденных на свалке. Стало очевидно, что недорогим аппарат становится за счет своей технологичности и продуманности схемотехники, даже если используются качественные комплектующие. Зрелый подход принес свои плоды, - многие экспонаты были куплены прямо со стендов. Особенно отличились Акустический Центр, НЭМ, "Инициал", Братья Арзумановы, "Интэкс", продавшие 100% своей продукции.
Поразил грамотный подход дебютантов РХЭ (НЭМ, "Инициал", "Каденция", Jericho Sound Labs). Прослушивания показали, что звук у всех хоть и разный, но явно не дилетантский. Совершенно ясно, что домашний театр, наоборот, пока не получается - то, что демонстрировалось в актовом зале МТУСИ, звучало насколько громко, настолько же и плохо. Притом, что компоненты сами по себе были правильные ("Эррол Лаб", "Валанкон", "Колвир", B.A.R.S.) Уверен, еще пара лет, и здесь тоже все встанет на свои места.
P.S. Буквально после закрытия выставки Д. Свобода начал получать заявки на следующий год. Их количество заставляет задуматься...
|
F. A. Q.*
ВЫХОДНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
James Moir,GA 3\1994 ( part 2 )
|
ОБ АВТОРЕ
С середины 30-х годов Джеймс Мойр нашел свой жизненный интерес в электроакустике и сделал ее своей профессиональной карьерой. Большую часть своей активной деятельности он работал в английской фирме British Thomson- Houston Company. Оказавшись в ней после Второй Мировой, J.M. занимался разработкой специального оборудования для кинематографа, включая многоканальную запись и воспроизведение. В 60-х и 70-х годах в журнале "db" вел собственную рубрику, посвященную профессиональному звукоусилению. Участвовал в разработке стандартов SMPTE и AES. Умер в 1988 з. в возрасте 80 лет.
|
|
|
При рассмотрении работы выходного трансформатора весьма существенным шагом может быть устранение из схемы всех высоковольтных цепей. Действительно, при описании работы лампы и трансформатора во взаимодействии ,все элементы цепи лампы - сама лампа, резистор автосмещения, шунтирующий его конденсатор, разделительный конденсатор и резистор утечки в цепи сетки могут быть удалены и заменены одним резистором, равным внутреннему сопротивлению лампы в рабочей точке.
Однако, поскольку лампа является активным прибором, то она генерирует определенную мощность в цепи выходного электрода, следовательно, мы должны к резистору Ri добавить еще и генератор напряжения,мощностью, соответствующей отдаваемой лампой в нагрузку. Выполнив это,мы увидим, что часть схемы, обведенная пунктиром (Рис. 6А), может быть заменена всего двумя элементами(Рис. 6В) - резистором Ri и генератором с бесконечно малым внутренним сопротивлением, соединенными последовательно.
ЭТО СЛЕДУЕТ ПРИНЯТЬ НА ВЕРУ
Собственно выходной трансформатор упростить будет несколько сложнее. Типовая схема, показанная на Рис.4А, состоит из двух изолированных обмоток магнитносвязанных сердечником. Вторичная обмотка нагружена на сопротивление звуковой катушки громкоговорителя. Для начала, заменим, устраним из схемы резистор RLS звуковой катушки, чтобы получить схему Рис.4В. Следующий шаг придется просто принять на веру. Коэффициент трансформации, обычно обозначаемый n, не зависит от частоты, следовательно, чтобы не домножать любое сопротивление во вторичной цепи на n2 при каждом вычислении, примем соотношение витков обмотки равным 1:1, т.е. число витков первичной и вторичной обмотки возьмем одинаковыми.
Нагрузочный резистор величиной,скажем 1кОм, подключенный ко вторичной обмотке трансформатора с n=1 может быть заменен резистором точно такой же величины в цепи первичной обмотки, в том числе и на нижних частотах рабочего диапазона. Так мы упростили схему до состояния, показанного на Рис.бС, где трансформатор и нагрузка сведены к параллельной цепи из резистора RL и индуктивности LP, представляющую собой собственную индуктивность первичной обмотки, измеренную на нижней частоте с разомкнутой цепью вторичной обмотки. Если выходное напряжение генератора не зависит от частоты, то изменения напряжения на RL и LP будут в точности соответствовать закону изменения напряжения на сопротивлении звуковой катушки.
ПРОСТЕЙШАЯ СХЕМА
Даже без конкретных значений RL очевиден ход частотной характеристики на нижних частотах и те меры, которые нужно предпринять для получения плоской АЧХ. Если генератор выдает напряжение очень низкой частоты, ток пойдет по цепи из последовательно соединенного га с параллельной ветвью RL и LP . В этом случае напряжение на RLRL (или LP ), будет представлять собой лишь малую часть собственного напряжения генератора - ведь величина импеданса LP (XL=2wfLP) на низких частотах очень мала.
По мере повышения частоты генератора импеданс LP будет расти (прямо пропорционально частоте) и на некоторой высокой частоте существенно превысит RL. Начиная с этой и для более высоких частот индуктивность LP может быть без ущерба удалена из рассмотрения и схема упростится до состояния Рис. 6D - генератор и два резистора.
На таких частотах напряжение на выходе схемы можно рассчитать по формуле:
U0 = Ui * RL / ( ra + RL )
Оно будет таковым и на всех более высоких частотах (о самых высоких частотах см. дальнейшие рассуждения).
Теперь условие получения плоской АЧХ на нижних частотах становится очевидным - индуктивность LP должна быть достаточно высокой, чтобы не шунтировать резистор RL.
Технически подготовленные читатели могут найти слабое место в этих рассуждениях. На тех частотах, где импеданс LP мал по сравнению с RL,общий импеданс цепи будет невелик и ток, отбираемый от генератора с постоянным выходным напряжением значительно возрастет, поддерживая примерно на постоянном уровне величину напряжения на RL и LP.
Детальный анализ показывает, что этот эффект компенсации может быть точно учтен путем уменьшения сопротивления в цепи генератора до величины параллельного соединения RL и rа, что еще более упрощает схему (Рис. 6Е). Эта схема имеет АЧХ в точности соответствующую АЧХ схемы Рис. 6А и демонстрирует удобство использования эквивалентных схем.
В схеме на Рис.6Е хорошо видно, что Uвых стремится к Uвх по мере увеличения импеданса Lp. Величина XL=2cofLp прямо пропорциональна частоте и легко понять, как трудно увеличить XL до величин, сравнимых с RG (сопротивление эквивалентного генератора) на самых низких частотах в несколько герц. При использовании трансформатора невозможно исключить спад на низких частотах, но частоту, на которой спад достигает заданной величины можно снижать путем увеличения LP .
По причинам, которые мы рассмотрим ниже, за нижнюю частоту среза принимают частоту, на которой импеданс LP равен значению RG; на этой частоте спад АЧХ будет равен ЗдБ. В большей степени это математическая абстракция, чем реальная точка, с которой начинается значительный спад характеристики. В реальности же ниже этой частоты выходная мощность будет падать со скоростью 6дБ /октаву.
Форма частотной характеристики,т.е. соотношение Ui /Uo с частотой сигнала определяется отношением XL и RG и всегда неизменна. Все выходные трансформаторы имеют частоту среза на очень низких частотах, а "плохой" выходит на "плоскую" часть АЧХ на более высоких.
Удобно представить эту "универсальную" форму АЧХ в виде графика (Рис. 7), где fo - это частота, на которой величины XL и RG равны. По графику видно, что на частоте, где f1/fo cпад АЧХ составляет 3 дБ, а на половинной частоте всего 7 дБ.
Полученную кривую можно связать с практикой, если рассматривать выходные трансформаторы с конкретными значениями LP, которые определят АЧХ на низких частотах. К примеру, двухтактный каскад на EL34, работающих при величине нагрузки КА-A = 3,4 kОм. Каждая лампа имеет внутреннее coпротивление rа = 15 кОм и, следовательно, эквивалентное внутреннее сопротивление двухтактного каскада может быть принято равным 30 кОм.Это примерно в 10 раз больше, чем сопротивление нагрузки между анодами (соотношение типичное для тетродов и пентодов); в результате эквивалентное сопротивление генератора RG будет равно ЗкОм, лишь немногим меньше, чем сопротивление нагрузки 3,4 кОм. Если принять допустимым спад ЗдБ на 50 Гц, то импеданс индуктивности первичной обмотки LP на этой частоте должен быть равным 3 кОм, а сама индуктивность LP = 3000/250 = 10 Гн. Если требуется частота среза в 10 Гц, то индуктивность, соответственно, вырастет в 5 раз и будет равна 50Гн.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
Основная задача расчета трансформатора - это определение числа витков и размера сердечника, необходимых для достижения заданной индуктивности. Любая величина индуктивности может быть получена двумя способами: малым числом витков на сердечнике больших размеров или значительным числом витков на маленьком сердечнике. В-первом случае мы получим трансформатор с высоким КПД и большой стоимости, а во втором, все наоборот - низкий КПД и невысокая цена. До тех пор, пока неопределены допустимые потери полезной мощности, выбор сердечника в существенной степени произволен.
По данным ведущих изготовителей, их высококачественные трансформаторы имеют в среднем удельный объем железа 2 куб.дюйма /Вт,т.е. набор пластин, показанных на Рис.8, толщиной в 1,5 дюйма способен работать с мощностью около 20 Вт. Более подробно вопрос выбора сердечника стоит рассмотреть позже, при анализе вносимых трансформатором искажений. Индуктивность катушки, намотанной на замкнутом стальном сердечнике, ориентировочно может быть рассчитана по формуле:
где N - число витков,
m - магнитная проницаемость железа,
S - площадь сечения железа,
l - длина силовой линии магнитного поля (все размеры даны в дюймах).
Величины, входящие а формулу,вполне понятны, за исключением магнитной проницаемости материала сердечника. Установить точное значение этого параметра невозможно, поскольку проницаемость всех известных магнитных материалов зависит от плотности магнитного потока, т.е. от индукции в сердечнике. Типичная зависимость магнитной проницаемости от индукции приведена на Рис.9, но практика показывает, что такие величины проницаемости не достигаются в трансформаторах при обычных условиях. Эти кривые справедливы для тороидальных сердечников без немагнитного зазора, да еще после специального отжига.
Штампованные пластины отжигают сравнительно редко и собирают в пакет с небольшими, но неустранимыми зазорами и, в конце концов, зачастую даже в двухтактных каскадах в первичной обмотке имеется небольшая несбалансированная составляющая постоянного тока. Все эти факторы снижают величину по сравнению с идеальными условиями измерения. Реальные значения проницаемости примерно в двое меньше идеальных,показанных на Рис.9. Величина изменяется пятикратно в диапазоне изменения индукции от 0,02 Тл до 0,5 Тл. Таким образом и величина индуктивности первички будет изменяться в пределах пяти раз в зависимости от индукции и, соответственно, будет изменяться и частотный диапазон (вместе с изменением выходной мощности),хотя индуктивность, измеренная при невысокой индукции в магнитопроводе, достаточна для получения плоской АЧХ.
Выбор требуемой индукции и соответствующей ей величины индуктивности обмотки в существенной мере произволен, но если берется равной 1500 при В = 0,5Тл, то результат будет вполне удовлетворительным.Однако, проблема величины индукции в магнитопроводе вновь всплывет на поверхность при рассмотрении искажений в трансформаторе.
ВСЕГО ОДИН ВИТОК...
Опираясь на ранее означенную величину удельного объема железа 2куб.дюйма/Вт, можно считать, что набор стандартного железа (Рис. 8)толщиной 1,5 дюйма легко справится с 20 ваттами мощности. При таком наборе площадь сечения магнитопровода составит примерно 1,5 кв.дюйма, а длина силовой линии в магнитопроводе - около 8 дюймов. Подставив эти значения в формулу (1), получим 1100 витков для индуктивности 10Гн и 2400 витков для индуктивности 50Гн.
При рассмотрении гармонических искажений в дальнейшем, будет показано, что в общем случае индуктивность первичной обмотки, необходимая с точки зрения минимальных искажений, автоматически обеспечивает и широкий частотный диапазон.
Требуемое число витков может быть намотано единой катушкой, поверх которой наматывается вторичная обмотка (Рис. 10), однако, такая конструкция практически не применяемся в трансформаторах высокого качества. Чем же плоха эта простая и дешевая конструкция? Ответ на этот вопрос кроется в зависимости высокочастотных свойств трансформатора от взаимного расположения обмоток. Во всех предыдущих расчетах предполагалось, что весь магнитный поток, создаваемый первичной обмоткой концентрируется в сердечнике и связывает собой первичную и вторичнуюобмотки. Однако, это предположение не распространяется на область высоких частот. На простом примере (Рис. 11) видно, что магнитный поток катушки замыкается по двум различным путям. Основной путь - через сердечник, здесь концентрируется львиная доля магнитного потока. Кроме него имеется еще один путь, замыкающий очень незначительную часть потока - в обход сердечника, через воздух, как показано на Рис. 11. Это значит, что не весь магнитный поток,порождаемый первичной обмоткой, замыкается через вторичную.
В хорошем трансформаторе более чем 99,9% магнитного потока первички сцепляется с витками вторички,однако, оставшиеся 0,1% способны создать значительные потери на высоких частотах. Для объяснения этого явления вернемся к Рис. 6с.
ТУМАН РАССЕИВАЕТСЯ
Индуктивность первичной обмотки LP включена в параллель с резистором нагрузки RL, но для частот выше (50 -150) Гц, импеданс этой индуктивности становится много больше величины RL, и тогда, эффект шунтирования нагрузки низким импедансом индуктивности обмотки становится крайне малым. Выше этих частот LP не влияет на ход АЧХ трансформатора, которая определяется теперь только величинами га и RL и, таким образом, горизонтальна.
На частотах выше нескольких килогерц на АЧХ вновь начнется спад, который не учитывается эквивалентными схемами, Рис. 6. Потери на высоких частотах вносит индуктивность, представляющая эффект рассеяния магнитного потока вне сердечника и уменьшение связи между обмотками.На низких частотах рассеяние потока себя никак не проявляет.
Для описания эффекта рассеяния можно представить себе, что магнитный поток, порождаемый первичкой,минует несколько витков вторичной обмотки, тем самым оставляя эти витки как бы вне трансформатора, а индуктивность этих витков включена последовательно с RL. Совершенно не существенно - то ли 99% потока от первичной обмотки сцепляются со 100% вторичной, то ли 100% потока первички сцепляются с 99% вторички, но более ясная картина получается во втором случае. Индуктивность,соответствующая потерям потока первичной обмотки, сцепляемого со всей вторичной, называется индуктивностью рассеяния и ее можно измерить любым стандартным мостом переменного тока при замкнутой накоротко вторичной обмотке. Точно такой же результат даст измерение индуктивности вторичной обмотки при замкнутых выводах первички. (Численно значения будут отличаться ровно на величину квадрата коэффициента трансформации).
Результирующий эффект влияния индуктивности рассеяния на частотный диапазон легко определить по месту этой индуктивности в эквивалентной схеме. Она включена последовательно с сопротивлением нагрузки RL(Pиc. 12). С увеличением частоты импеданс индуктивности LS пропорционально возрастает, становясь сравнимым с величиной RL, а при дальнейшем повышении частоты превзойдет RL. Напряжение генератора теперь делится между тремя элементами - внутренним сопротивлением генератора rа, индуктивностью рассеяния LS и сопротивлением нагрузки RL и, соответственно, Uo (напряжение на нагрузке) будет уменьшаться с увеличением частоты со скоростью 6дБ/октаву.
Частота, на которой спад АЧХ будет значительным (опять берут точку -ЗдБ), является функцией отношения импеданса LS к суммарному сопротивлению ra+RL. Спад -ЗдБ наблюдается при XS = 2pFLS= ra+RL, а затем АЧХ падает со скоростью 6дБ/октаву (Рис.7В).
Соотношения, описывающие потери на низких и высоких частотах, одинаковы, что хорошо видно при сравнении форм кривых Рис. 7А и Рис.7В.
РЕАКТИВНОСТЬ РАССЕЯНИЯ
Ясно , что для расширения частотного диапазона в сторону высоких частот, необходимо всемерно уменьшать величину LS. Поэтому сейчас мы рассмотрим факторы, оказывающие на нее влияние. Не требуется особых усилий, чтобы понять как растет индуктивность рассеяния с увеличением числа витков обмотки, - как и всякая индуктивность, она растет пропорционально квадрату их числа.
С точки зрения уменьшения индуктивности рассеяния из этого факта нельзя извлечь никакой выгоды, поскольку, как мы видели ранее, общее число витков определяется требуемой нижней граничной частотой. Другое возможное решение - это уменьшение потока рассеяния, не сцепляющегося со вторичной обмоткой. Эта задача решается максимально возможным приближением витков вторичной обмотки к первичной. Обсудим возможности такого приближения.
Наихудший из возможных вариантов конструкции трансформатора - это элементарный трансформатор, показанный на Рис. 11, в котором первичная обмотка расположена на одном стержне сердечника, а вторичная на другом. Поток рассеяния в этом случае может составить значительную часть общего потока. Резко уменьшить поток рассеяния можно, намотав вторичную обмотку поверх первичной, как показано на Рис.10 и предпочитая тип пластин по Рис.8 тому, что применен в примере Рис.10. В этом случае поток рассеяния замыкается через промежуток между обмотками и, очевидно, будет во много раз меньше, чем в трансформаторе по Рис.11.
Дальнейшее уменьшение рассеяния достигается раздеелением какой-либо обмотки на две части, расположенные по разные стороны другой обмотки. Этот принцип секционирования может быть распространен и далее, когда и первичка и вторичка секционируются, а секции обмоток чередуются друг с другом. Некоторый типовые решения приведены на Рис.13. Схема секционирования (Рис. 13в)хороша для двухтактных усилителей тем, что сопротивление половинок первичной обмотки может быть сделано одинаковым .путем последовательного соединения крайних секций,имеющих число витков Р/4 последовательно для одного плеча и, соответственно, центральной секции Р/2 для другого. Кроме того, это уменьшает рассеяние между половинами первичной обмотки и вторички.
Заслуживают внимания два различных подхода к снижению индуктивности рассеяния. Ее уменьшение, посредством секционирования обмоток,имеет много преимуществ, но ограничивается необходимостью обеспечения изоляции секций друг от друга,выдерживающей анодное напряжение и амплитудные значения сигнала.Обычно вторичная обмотка заземляется, а первичная находится под потенциалом +Ua. Новые изоляционные материалы с высокой прочностью позволяют реализовать все преимущества этого способа из-за малой толщины изолирующих прокладок.
Индуктивность рассеяния трансформатора на сердечнике любого типа можно рассчитать с достаточной степенью точности по формуле:
(обозначения приведены на Рис. 14)
Видно, что индуктивность рассеяния увеличивается при увеличении радиуса намотки r, толщины изоляции S между обмотками и уменьшается при увеличении длины намотки I.
Железо с длинным и узким окном (Рис.15а) имеет меньшую индуктивность рассеяния на один виток, чем железо с квадратным окном (Рис.15 в).Однако, это преимущество не так велико, как может показаться на первый взгляд. Железо с высоким и узким окном имеет большую длину силовой линии и, соответственно, меньшую индуктивность обмотки, приходящуюся на один виток, чем железо с квадратным окном. В любом случае, у каждой геометрии пластин есть преимущества и, они могут быть оптимально реализованы.
|
ИСКАЖЕНИЯ
Последняя тема для обсуждения -это гармонические и интермодуляционные искажения, возникающие в приборах с магнитным сердечником. Эта тема не так проста для понимания и,поэтому, будет рассмотрена несколько подробнее, чем предыдущие.
Каким же образом возникают искажения в приборах со стальным магнитопроводом? Природа искажений лежит в нелинейной зависимости между напряженностью магнитного поля Н и индукцией В, но кроме того она обусловлена наличием гистерезиса в магнитных материалах.
В идеальном магнитном материале напряженность магнитного поля Н создает пропорциональную ей индукцию В в магнитопроводе. Так, если мы удвоим величину Н (например, увеличением числа витков или тока через обмотку вдвое), то и В должна удвоиться. Более того, величина В должна быть всегда одной и той же для каждого конкретного значения Н, независимо от направления тока в обмотке. Ни одно из этих требований не выполняется в реальных магнитных материалах. Что же происходит, хорошо видно из Рис.16, представляющего собой типичное соотношение В и Н для трансформаторной стали.
При росте тока от нуля через подмагничивающую обмотку при условии,что железо было намагничено в предыдущем цикле, индукция в магнитопроводе растет примерно пропорционально до точки а (Рис.16), затем пропорциональность нарушается (а-b) и, наконец, магнитопровод входит в насыщение (с), где очень большие приращения тока вызывают лишь незначительное увеличение В. Когда ток в катушке меняет свое направление, то В падает не по кривой cba, а по кривой def, для которой значения В (соответствующие одним и тем же значениям Н) больше, чем при нарастании Н. Чтобы величина В приняла нулевое значение, необходимо изменить направление намагничивающего тока (точка f). Начиная с этих значений процесс намагничивания будет симметричен рассматриваемому ранее, только в отрицательной полуплоскости (g, h, i, k, l), где величина В достигнет отрицательного максимума и вернется к нулю.
Cul-de-Sac
Существенным моментом является то, что изменения величины В образуют замкнутую площадь вместо прямой линии. График зависимости В/Н (Рис.16) наглядно демонстрирует,что синусоидальное изменение намагничивающего тока в первичной обмотке вызовет несинусоидальные изменения потока в магнитной цепи. А, поскольку, напряжение на вторичной обмотке пропорционально скорости изменения магнитного потока, то синусоидальное выходное напряжение может быть получено только при синусоидальном изменении магнитного потока; последнее, в свою очередь,получается только при несинусоидальном изменении тока в первичной обмотке.
На этом этапе рассуждений может показаться, что мы зашли в тупик: для неискаженной трансформации синусоидального сигнала потребуется создать несинусоидальный ток в первичной обмотке. Однако, этот тупик, по сути, надуманный и можно доказать,что лишь очень малая часть синусоидального напряжения на первичной обмотке будет участвовать в порождении несинусоидальной составляющей потока, соответственно, и выходное напряжение будет синусоидальным при условии малости сопротивления источника сигнала. Возникает вопрос - насколько же оно должно быть мало? В природе существует несколько резко меняющих свои характеристики процессов, но не похоже, что искажения в трансформаторе будут нулевыми при нулевом сопротивлении источника, а затем, даже при очень малом его отличии от нуля, резко возрастут.
Детальный анализ показывает, что уровень искажений зависит от отношения сопротивления источника сигнала к импедансу индуктивности первичной обмотки и является функцией индукции, при которой работает магнитопровод. Последний момент объясняется тем, что связь между Н и В наиболее пропорциональна в районе точки а (Рис. 16). К сожалению, малые величины индукции достижимы только в трансформаторах с внушительными сердечниками (и ... высокой стоимостью).
УРОВЕНЬ ГАРМОНИЧЕСКИХ ИСКАЖЕНИЙ
Достоинства источников сигнала с низким выходным сопротивлением в вопросе уменьшения искажений не так уж очевидны и требуют более подробного объяснения.
Если генератор с нулевым внутренним сопротивлением и синусоидальным выходным напряжением работает на резистивную нагрузку, тогда и ток и напряжение будут синусоидальными. Если резистивную нагрузку заменить индуктивной (с железным сердечником), то напряжение останется синусоидальным, а форма тока будет несколько искажена - на величину,необходимую для получения синусоидального изменения магнитного потока, соответственно, и синусоидального напряжения на вторичной обмотке. Ток первичной обмотки будет содержать набор высших гармоник(третьей, пятой, седьмой ...).
В том случае, если в цепи генератора имеется еще и сопротивление, то ток в цепи менее искажен, а вот искажения напряжения возрастают. В общем случае, любое сопротивление в целом уменьшает искажения тока обмотки, необходимые для поддержания синусоидальной формы изменений магнитного потока, и, следовательно,напряжения на вторичной обмотке.
При обсуждении работы трансформатора на низких частотах было показано, что сопротивление ( RG ) , определяющее АЧХ в НЧ области,является параллельным соединением сопротивлений источника и нагрузки. Эта же самая величина определяет и уровень искажений. Если сопротивление обмотки трансформатора велико,то это значение следует суммировать с сопротивлением нагрузки перед расчетом величины эквивалентного параллельного соединения - RG.
Большинство изготовителей трансформаторных сталей приводят графики зависимости искажений от соотношения эффективного сопротивления нагрузки и импеданса первичной обмотки. Типовые зависимости для стали, содержащей 4% кремния (Si), обычно применяемой в высококачественных трансформаторах, приведены на Рис.17. Самая существенная информация, полученная от этих кривых, заключается в том, что искажения могут быть очень велики даже при малых значениях индукции, если сопротивление источника сигнала соизмеримо с импедансом первичной обмотки.
Выше я показал, что трансформатор с индуктивностью обмотки 10 Гн будет иметь частоту среза 50 Гц при работе двух ламп EL34 с нагрузкой 3,4 кОм.Интересно посмотреть каковы будут искажения. На частоте 50 Гц индуктивность 10 Гн имеет величину импеданса 3,14 кОм, примерно равную эквивалентному сопротивлению генератора при работе двух ламп EL34 в двухтакте. |
|
0.0464 |