آموزش ساخت آمپلیفایر و سیستمهای صوتی های فای

ایمیل نویسنده وبلاگ : Arefff@gmail.com

اهمیت منبع تغذیه آمپلی فایر
نویسنده : عارف - ساعت ۱۱:٠۸ ‎ب.ظ روز دوشنبه ٢٥ مهر ۱۳٩٠
 

متاسفانه حتی طراحان با تجربه هم در طراحی آمپلی فایر و سیستمهای صوتی کمتر به منبع تغذیه توجه میکنند  . حتی در کمتر مواردی اعتقاد براین هست که منبع تغذیه چقدر میتونه در کیفیت صدای تولید شده تاثیر گذار باشه . بیشتر تمرکز طراحان و مخصوصا DIYer ها مخصوصا در ساخت آمپلی فایر های لامپی معطوف شده به ساخت و طراحی چک های خوب و یافتن لامپهای مرغوب و تست و مقایسه برای گرفتن بهترین ترکیب و... 

خب همه این موارد برای گرفتن صدای خوب لازم و ضروریه و بهترین توپولوژی مدار با بهترین ترکیب قطعات مرغوب و مچ باید انتخاب بشه . درکنار این موارد بایدبه خاطر داشته باشیم که :

آمپلی فایر و سیستمهای صوتی ولتاژ DC منبع تغذیه رو به سیگنال صوتی تبدیل کرده و نهایتا روانه بلندگو میکنند و برای داشتن سیگنال با کیفیت بالاتر نیاز به ولتاژ DC با کیفیت بالاتر داریم .

اون چیزی که ما بصورت سیگنال صوتی میشنویم همان ولتاژ  DCمنبع تغذیه آمپلی فایر هست که بصورت متناوب ودر شکل سیگنال صوتی وارد بلندگو میشه .

با این حساب وقتی ولتاژ DC از نظر پارامترهای فنی اون پایدارو خوب نباشه میشه انتظار صدای خوب رو داشت ؟ حتی اگه بهترین المانها و بهترین ترکیب و طراحی برای آمپلی فایر انتخاب شده باشه . باز هم نتیجه بسته به کیفیت منبع تغذیه خواهد بود.

در نگاه اول و پیش پا افتاده اینطور به نظر میرسه که منبع تغذیه خوب باید ریپل کمتر و قابلیت جریان دهی خوب  داشته باشه  و در نگاه کمی عمیق تر باید سیستم فیلتر های حذف نویز  وپارازیت های شبکه برق رو داشته باشه .

در قدمی فراتر و در نگاهی عمیق تر و جدی تر موارد جدی تری نمایان میشن . خوبه که یک  نظری اجمالی بر اساس کار یک منبع تغذیه داشته باشیم .

همونطور که میدونیم منابع تغذیه از نظر قابلیت تحویل جریان محدودیت دارند  بخاطر وجود مقاومت داخلی منبع تغذیه .

 

 این مقاومت رو در تحلیل مدارات بصورت سری با منبع تغذیه فرض میکنند

وجود این مقاومت داخلی باعث میشه تا ولتاژ منبع تغذیه با توجه به جریانی که از اون کشیده میشه تغییر پیدا بکنه .و  این غیر قابل اجتنابه . مگر در صورت استفاده از رگولاتور ولتاژ  که با ز اونهم در محدوده خاصی از جریان میتونه ولتاژ رو تثبیت بکنه .

خب برای یک تحلیل اساسی از رکتیفایر ( چه سیلیکونی و چه لامپی) شروع میکنیم 

شکل زیر شماتیک ساده از یک مبدل AC به DC با استفاده از رکتیفایر هست

 

خب میبینیم که ولتاژ AC وروردی همونطور که در شکل موج نشون داده نسبت به خط صفر ولت حالت تناوب داره یعنی دریک نیم سیکل ببصورت مثبت و درنیم سیکل بعدی بصورت منفی هست . 

بعد از عبور از رکتیفایری که در این شکل بصورت Bridge بسته شده هر دو نیم سیکل بطرف بالای خط صفر ولت منتقل شده اند . یعنی ولتاژ از حالت متناوب به مستقیم تبدیل شده و نسبت به خط صفر یا مبنا ولتاژ مثبت یا صفر داره .

اگر دقت کنید بر خلاف تعریفی که از ولتاژ مستقیم داریم که باید بصورت خط مستقیم  و موازی با محور صفر ولت ترسیم بشه  این ولتاژ خروجی دارای نوسان دو برابر فرکانس AC (حدود 100 هرتز درایران ) هست . به عبارتی ولتاژ از صفر شروع شده بصورت سینوسی افزایش پیدا کرده دوباره به طرف صفر نزول پیدا میکنه و این نوسان بصورت 100 بار درثانیه ادامه داره .

این ولتاژ DC بصورت ثابت نیست ویک ولتاژ DC متغیر هست . 

برای اینکه فاصله بین دونیم سیکل رو که ولتاژ از ماکزیمم به طرف صفر در حالت نزول  ویا از صفر درحال افزایش هست رو پر کنیم از خازنهای الکترولیت  بصورت موازی با ولتاژ DC استفاده میکنیم .

هنگامی که ولتاژ DC در ماکزیمم حد خود (پیک ) قرار داره خازن سریعا شارژ میشه و هنگامی که ولتاژ بصورت سینوسی در حالت نزول هست ولتاژ ذخیره شده در خازن باعث میشه تا ولتاژ DC در مقدار پیک ثابت بمونه  . اما این در حالت ایده آل هست  که ما یا مقدار جریان مصرف کننده رو صفر در نظر میگیریم یا ظرفیت خازن رو بی نهایت !!

در حالت واقعی چون مصرف کننده از منبع تغذیه جریان می کشه بنابراین در فاصله بین دونیم سیکل خازن با شیب کمی شروع به دشارژ شدن میکنه .

طبق تعریف حالت ایده آل چون در حالت واقعی نمیتونیم مقدار جریان مصرف کننده رو کاهش بدیم لذا بهترین راه حل برای کم کردن ریپل استفاده از خازنهای با ظرفیت بالاتر هست .

بعد ازموازی کردن خازن ولتاژ DC از حالت متغیر به یک حالت نسبتا ثابت با کمی نوسان منظم که ریپل نامیده میشه تبدیل میشه . مقدار این ریپل به چهار پارامتر : فرکانس  AC /دامنه ولتاژ /مقدار ظرفیت خازن و جریان مصرف کننده بستگی داره .(البته یک پا

برای درک بهتر ترتیب تبدیل ولتاژ AC به DC  متغیر و سپس DC ریپل دار و نهایتا DC صاف خوبه که نگاهی به شکل زیر داشته باشیم 

 

شکل زیر حالت های مختلف رو به ترتیب نشون میده

خب تا اینجا نحوه تبدیل ولتاژ AC به DC رو تا حدی تشریح گردید. 

با توجه به دو مقوله اصلی 

1: مقاومت داخلی منبع تغذیه

2: استفاده از خازن برای حذف ریپل برای رسیدن به ولتاژ مستقیم پایدار 

و جمع بندی مباحث این دو مقوله . میرسیم به تحلیل های مقاومت داخلی منبع تغذیه در حوزه زمان ( وابسته به زمان ) و فرکانس های مختلف  وقابلیت تحویل لحظه ای توان با کمترین تاخیر برای مصرف کننده .

 

ادامه دارد


 
 
211 RCA
نویسنده : عارف - ساعت ۱۱:٠۱ ‎ب.ظ روز دوشنبه ۱۸ مهر ۱۳٩٠
 

لامپ VT-4C یا همون 211 معروف بدلیل داشتن پلیت بلند و بزرگ و کاتد دایرکت هیتد و  داشتن حالت تریود  و همچنین شکل زیبا  و داشتن هارمونی های فرد و دیستورشن کمتر و صدای موزیکال  مورد توجه خیلی از آدیوفیل هاست .

بهترین لامپ 211 توسط RCA ساخته شده و گرانترین نیز میباشد  و نوع  چدید چینی اون در همین فرمت و استاندارد ساخته شده . شرکت چینی بدلیل رعایت استاندارد ها وتولرانسهای مربوطه به نتیجه نزدیکی با همین لامپ رسیده . 

در پست های قبلی گزارشی مبنی بر مقایسه دقیق لامپ چینی با لامپ ساخت جنرال الکتریک میتونید پیدا کنید.

متاسفانه فقط یک عدد از این لامپ در دست ماست و دنبال یافتن یک لامپ 211 البته rca برای جفت کردن این لامپ هستیم . تا اقلا برای یک جفت سینگل کارآیی داشته باشه .

 

یا به عبارتی در جستجوی برادر گمشده این لامپ هستیم. اگر اطلاعاتی دارید ممنون میشیم مارو در جریان برارید.

 


 
 
اهمیت ترانس برق در آمپلی فایر لامپی
نویسنده : عارف - ساعت ۸:٥٧ ‎ب.ظ روز شنبه ۱٦ مهر ۱۳٩٠
 

وقتی که هدف رسیدن به یک نتیجه درخور در حد واندازه معیارها و استانداردهای های فای و بخصوص های اند باشه . نباید از کنار کوچکترین جزئیات  بی توجه گذرکرد . 

یکی از مسائل مهمی که در ساخت مدارات لامپی اغلب فراموش میشه ترانس برق آمپلی فایر هست . 

اغلب سازندگان معمولا محاسبات قدرت و ولتاژ و توان ترانس رو به درستی انجام میدن . اما  جدا از محاسبات توان و افت ولتاژ و پرت حرارتی و رعایت نکات ایمنی و استانداردهای ولتاژ بالا . یک نکته مهم ساکت و بی صدا بودن ترانس برق آمپلی فایر لامپی هست مخصوصا آمپلی فایر های لامپی سینگل اند و با ولتاژ بالا . بدلیل بالا بودن جریان و توان بایاس در نقطه بیکاری این آمپلی فایرها . تکنولوژی سیم پیچی و سایلنس کردن اون خیلی با اهمیت جلوه خواهد نمود

شاید مختصری هوم و نویز  در ترانس آنقدر کم باشه که درطول روز شنیده نشه اما مسلما در خلوت شب و قتی میخواهید با صدایی ملایم به موسیقی دلخواهتون گوش بدید قطعا آزار دهنده خواهد بود

دقت داشته باشید که برخلاف تصور عموم صدای هوم ترانس فقط ناشی از لرزش هسته ها نیست . هسته های ترانس حتی در حالتی که سفت و محکم داخل قرقره قرار بگیرن و حتی با پیچ و مهره هم محکم بسته بشن باز مقدار ناچیزی هوم خواهد داشت  که از نظر استاندارد های های اند نباید همین مختصر هوم رو هم داشته باشند .

استفاده از شارلاک میتونه تاحد زیادی این مشکلو برطرف کنه .

اما علاوه بر اون صدای خود سیم پیچی که در حال جریان دهی است میتونه بیشتر از صدای هسته ترانس باشه !! مخصوصا در سینگل ها 

سیم پیچی استاندارد و استفاده از لاک مخصوص در تمامی مراحل سیم پیچی و یا درحالت پیشرفته تر استفاده از چسبهای مخصوص حرارت بالا  برای تمامی دور ها ولایه های سیم پیچی . نهایتا برای بدست آوردن نتیجه دلخواه برای ترانس ایده ال مارو کمک خواهند کرد .

شاید به نظر دور از منطق بیاد اما اهمیت  ترانس برق در یک آمپلی فایر لامپی های  اند کم از ترانس خروجی اون نیست .

ترانس برقی خوب خواهد بود که در خلوت شب و در سکوت کامل هم صدایی ازش شنیده نشه . ضمن اینکه توانایی تحویل توان کافی رو بدون مشکل داشته باشه

مسلما یک سازنده حساس و ماهر کوچکترین مرحله ساخت و تکمیل یک پروژه رو بدون نظارت کامل رد نمیکنه . چرا که رعایت تمامی مراحل ساخت مانند حلقه های زنجیر میمونه که هرچند تمامی حلقه ها عالی و بی نقص باشن اما داشتن یک حلقه ضعیف و بد میتونه کل رشته رو پاره کنه و زیر سوال ببره 


 
 
آمپلی فایر چند وات ؟ خاصیت گوش انسان !!
نویسنده : عارف - ساعت ۱۱:۳۸ ‎ب.ظ روز چهارشنبه ۱۳ مهر ۱۳٩٠
 

گذشته از خصوصیات مربوط به کیفیت صدا مانند شفافیت و وضوح / جزئیات / تفکیک  و لایه لایه بودن/  ایری بودن و سیالیت و عمق و بعد و مکان وفضاو ....  مساله مهم دیگری هم بعد از در نظر گرفتن پارامترهای بالا  ظهور  میکنه اونهم میزان توان یا قدرت آمپلی فایر هست

به نظر شما ما به چند وات صدا نیاز داریم ؟ 20 وات ؟ 200 وات ؟ 1500  وات ؟

یکی از مواردی که باید درنظر داشته باشید اینه که وات یا توان آمپلی فایر با با مقدار توانی که اسپیکر ایجاد میکنه دو مقوله متفاوت هستند . وقتی میگیم این آمپلی فایر 20 وات هست یعنی میتونه در خورجی خودش 20 وات انرژی الکتریکی بصورت AC  ودر محدوده فرکانسهای صوتی ایجاد بکنه . واین به این معنی نیست که صدایی که این آمپلی فایر تولید خواهد کرد 20 وات خواهد بود . بلکه مقدار انرژی یا توان صوتی ایجاد شده بستگی به نوع و حساسیت و راندمان بلندگوی شما داره.

بحث مقدار انرژی صوتی ایجاد شده از یک اسپیکر و رابطه حساسیت بلندگو با راندمان اون و ... در پست های بعدی مفصلا توضیح داده خواهد شد

اما یک سوال . فرض کنید یک آمپلی فایر 20 واتی بصورت استریو از نظر مقدار توانی که توسط اسپیکر تون ایجاد میکنه شمارو ارضا نمیکنه و شما نیاز به صدای بشتر و بلند تری مثلا دو برابر دارید . با این حساب آمپلی فایر خودتونو تعویض و یا آپ گرید میکنید تا بشه نهایتا 40 وات . اما در کمال تاسف مشاهده میکنید که صدا فقط حدود 1.3 برابر بیشتر شده  چرا ؟

بدلیل پاسخگویی لگاریتمی گوش 

 

خالق بی همتای هستی سیستم شنوایی انسان رو بی نهایت ماهرانه و کامل آفریده یکی از شگفتیهای سیستم شنوایی انسان پاسخگویی لگاریتمی گوش  هست  

گوش انسان نسبت به افزایش دامنه سیگنال صوتی خاصیت لگاریتمی از خودش نشون میده یعنی ما  شدت صدا رو  اگر توان دو برابر بشه فقط  1.3 برابر احساس میکنیم و درصورتی توان رو دو برابر خواهیم شنید که در واقع  توان  10 برابر شده باشه

یعنی گوش انسان بین دو آمپلی فایر 10 وات و 100 وات فقط دوبرابر افزایش توان رو احساس خواهد کرد

خب شاید فکر کنید این به چه درد میخوره و شاید یک عیب محسوب بشه تا بیشتر یک مزیت .

اما صبر کنید !!

اگر گوش خاصیت خطی داشت میدونید چه اتفاقی میافتاد ؟  تصور کنید در یک مهمانی هستیم و جمعیت زیادی حضور دارند . افرادی که نزدیک ما صحبت میکنند صدای اونها به صورت بلند و ناراحت کننده و افرادی که دور تر هستند رو صداشون رو تقریبا نخواهیم شنید .

شبیه این حالت رو در میکروفونهای دینامیکی تجربه کرده ایم . این میکروفونها بدلیل خاصیت برعکس حساسیت گوش ما باعث میشن با تلفیق این دو و خنثی کردن اثر همدیگه به یک حساسیت تقریبا خطی برسیم . اگر دقت کرده باشد وقتی میکروفون به دهان گوینده نزدیک است صدا کاملا بلند و با اندکی فاصله گرفتن صدا بشدت افت پیدا میکنه !! واگر گوش ما پاسخگویی لگاریتمی نداشت درشنیدن اصوات محیط دچار این مشکل میشدیم .

این خاصیت گوش به نوعی در حکم AGC یا ALC  سیستمهای صوتی هست یعنی سعی در تعدیل دامنه صداهای مختلف داره تا نهایتا یک حالت متعادل و اکوالایز شده در سیستم شنوایی ایجاد بکنه .

حالا با این حساب آیا ارزش اینو داره که ما برای شنیدن صدای دو برابر بیشتر توان و مصرف دستگاه رو 10 برابر افزایش بدیم و در این بین کیفیت رو فدای کمیت بکنیم؟

ادامه دارد ....


 
 
چرا لامپ و چرا ترانزیستور ؟
نویسنده : عارف - ساعت ۱٢:۳٩ ‎ق.ظ روز چهارشنبه ٦ مهر ۱۳٩٠
 

چندی پیش دوستی چند ایمیل زد و درباره لامپ سوال داشت اینکه چرا لامپ و آیا درصورت استفاده از لامپ صدای متفاوتی خواهد شنید یا نه .

در مطالب قبلی وبلاگ مفصلا در مورد لامپ و ترانزیستور مطالبی میتونید پیدا کنید ولی خب این بار تصمیم گرفتم یه مقدار مطلبو بازتر بکنم

ما هیچ موقعی تاکیدخاصی بر لامپ و یا ترانزیستور نداشتیم و نخواهیم داشت .

هدف ما رسیدن به یک نتیجه خوب و مطلوب در تقویت سیگنال صوتی با بیشترین وفاداری یا های فیدلیته بالاتر هست .

لامپ و ترانزیستور هرکدوم معایب و محاسن خودشونو دارند و قبلا هم  گفتیم که اظهار نظر مطلق در این مورد مبنی بر برتری دادن یکی و رد کردن اون یکی میتونه ناشی از ناپختگی فکری یا سایر دلایل باشه.

لامپها به چند دلیل مورد توجه هستند 

1: پاسخگویی خطی تری دارند ( البته نه هر لامپی )

2: امکان ساخت سینگل با لامپ ساده تر و عملی تر از ترانزیستور هست

3:امکان حذف فیدبک منفی در آمپلی فایر لامپی کاملا عملی است

4: با لامپها میتوان پوش پول کلاس AB واقعی ساخت در بایاس کامل لامپ های قدرت و با این حساب از دیستورشن کراس اوور خیالمون راحت خواهد بود

5: clipping  بهتری دارند و سریع از clipping  میتونن برگردند

  و ....

اما لامپها مشکلاتی دارند از قبیل :

حرارت بالا / اتلاف توان زیاد / عمر محدود / میکرفونیک بالا / حساس یه ضربه و آسیب پذیر /حجم زیاد / ولتاژ بالا/ جریان کم / نیاز به ترانسفورمر خروجی  و...

 مشکل پایین بودن میزان دمپینگ در آمپلیفایرهای لامپی جزو اصلی ترین معایب اون محسوب میشه .

همونطور که گفتم سعی در رد یا انکار مطلق هیچکدوم نداریم . یک طراح خوب باید صرفا در طراحی خود آمپلی فایرو نبینه و نگاه محدودی در طراحی نداشته باشه 

اینکه این آمپلی فایر در چه شرایطی و با چه هدفی و برای رسیدن به چه صدایی مورد استفاده قرار خواهد گرفت جزو مهم ترین نکاتی هستند که طراح باید مد نظر داشته باشه و براساس اون اقدام به طراحی برای رسیدن به نتیجه مورد نظرش بکنه که ممکنه براساس لامپ باشه یا ترانزیستور.

نداشتن فیدبک  منفی جزو مزایای آمپلی فایر میتونه باشه اما کم بودن دمپینگ و بالانس نبودن و ضعیت تونالیته صدا میتونه  صدارو از ایده آل خیلی دور بکنه جایی که نداشتن فیدبک مزیت محسوب نشه 

اینکه با استفاده از لامپ و یا آمپلی فایر لامپی حتما صدایی بهتر خواهید شنید صحتی نداشته وندارد .

صدای متفاوت با یک طرح متفاوت و یک بهره برداری بهتر از قطعات برای رسیدن به صدای خوب ممکن خواهد بود.

شما چه از لامپ و چه از ترانزیستور استفاده کنید . اگر درک درستی از صدای خوب نداشته باشید و نگرش کلی در مورد کل سیستم صوتی از سورس گرفته تا اسپیکر و اکوستیک اتاق نداشته باشید  و نتونید تعادل و تعامل ایده ال بین تمامی اجزائ سیستم صوتی ایجاد بکنید . قطعا نتیجه مورد انتظارتون رو نخواهید گرفت

در مورد این سوال که آیا با استفاده از لامپ صدای متفاوتی خواهیم شنید جواب مثبته !! اما !!!! صدای متفاوت حتما نمیتونه صدای خوب باشه . 

تفاوت در تونالیته صدا و نوع مچ شدن آمپلی فایر با اسپیکر نشان بر های فای تر بودن سیستم نیست .

از آنجایی که بیشترین میزان ساند استیج و شفافیت  و وضوح در صدا در منطقه فرکانسهای مید و بالا حس میشه . به همین خاطر گاهی اوقات بشتر بودن مید در صدارو به حساب ساند استیج یا وضوح ویا شفافیت بیشتر گذاشته میشه

گوشهای تربیت شده و دارای تجربه قادرند این دو مورد رو ازهم تمیز بدند 

یعنی کنتراست رو بتوند از رنگ جدا ببینند

گاهی اوقات صدایی رو میشنویم که از دو طرف بازه فرکانسی یعنی هم فرکانسهای بالا و پایین محدود هست . اما شاهد کنتراست بالایی در صدا هستیم . یعنی مشخصاتی از قبیل شفافیت  / عمق و بعد در صدا / جزئیات  و... کاملا محسوس هست و در نقطه مقابل اون گاهی اوقات صداهایی رو میشنویم که زیرهای قوی و تیز و بیس های نرم و کوبنده ای دارند . اما علی رغم وسیع بودن بازه پاسخگویی فرکانسی کنتراست در صدا پایینه . وشما نمیتونید جزئیات کاملی از صدارو احساس بکید

 

برای افرادی که تجربه شنیداری و یا درک و حس درستی از مفهوم صدای خوب و مشخصات اون ندارند مطئنا صدایی با میدهای برجسته  بیس های عمیق و زیرهای قوی  آخر کیفیت محسوب خواهد شد چرا که یک صدای پررنگ و پرزرق و برق قطعا برای یک تازه کار درهای فای ابتدا  جذاب و دلربا و اما در دراز مدت جز خستگی مغز و گوش و دلزدگی از موسیقی مخصوصا موسیقی های کلاسیک نتیجه ای نخواهد داشت

اما گوشهای حساس و با تجربه  دنبال رنگ نیستند و میتوند فرق رنگ با کنتراست رو تشخیص بدند و جد ا از مساله تونالیته و رنگ صدا  دنبال کنتراست وتصویر دقیق تر و واضح تر از صدا با حداکثر جزئیاتش هستند.

اغفال کردن مشتری ها توسط سازندگان مختلف توسط صداهای هیجانی با بیس قوی و... وفاقد کنتراست و سایر خصیصه های اصلی در های فای  مثل این میمونه که  دریک تلویزیون پایین بودن کیفیت و ضوح در تصویر رو با پررنگ کردن تصویر بخواهیم جبران بکنیم  شاید در لحظه اول مجذوب رنگها بشیم اما نهایتا دنبال کنتراست و وضوح و جزئیات در تصویر خواهیم بود.

به نظر شما یک تصویر بدون وضوح پررنگ برای تماشای فیلم بهتره یا یک تلویزیون سیاه سفید با کنتراست بالا و شفافیت و وضوح بیشتر که جزئیات تصویر کاملا در اون قابل مشاهده است ؟

 .مهارت و نبوغ طراح و استفاده استادانه از کامپوننت ها و مهارت در مچ کردن کل سیستم هست که  ایجاد صدای بهترو میسر میسازه. نه صرفا خود کامپوننت ها و یا کیفیت و مرغوبیت اونها