آموزش ساخت آمپلیفایر و سیستمهای صوتی های فای

ایمیل نویسنده وبلاگ : Arefff@gmail.com

Audio note Ongaku Japan
نویسنده : عارف - ساعت ٩:۱۳ ‎ق.ظ روز دوشنبه ٢۸ فروردین ۱۳٩۱
 

یکی از شماتیک های آمپلی فایر لامپی معروف دنیا که شخصا علاقه زیادی به اون دارم مربوط به  آمپلی فایر اینتگریتد اونگاکو ژاپن هست .ongaku japan integrated amplifier

جمله معروفی هست که میگه : هنر در والاترین حد خود ساده جلوه میکند

چیزی که در تحلیل مدار این آمپلی فایر لامپی واضح هست اینه که طراح واقعا تسلط کافی ولازم برای ظرافت های طراحی در بدست آوردن نتیجه عالی با استفاده از بهترین و ساده ترین توپولوژی را داشته . که مطمئنا در سایه تجربیات فراوان در کنار شناخت کامل از صدای خوب بوده

 

این آمپلی فایر در کلاس A2 کار میکنه .اگر نگاهی که به منحنی استاتیک تریود 211 داشته باشیم .  میبینیم که این تریود در قمستی از مرحله کار خود در کلاس A1 و در باقی مرحله تقویت وارد مرحله A2 میشه . در این حالت ولتاژ گرید نسبت به کاتد مثبت تر شده و دیود گرید- کاتد  در حالت هدایت مستقیم قرار گرفته وبه این ترتیب باعث بوجود آمدن جریان قابل توجهی در مسیر گرید خواهد شد.

تریود 211 برای اینکه در ظرفیت کامل کاری خود بتونه قرار بگیره نیاز به این هست که طراح بتونه این لامپ رو بتونه  استادانه وارد این مرحله بکنه

در طراحی های ابتدایی وساده معمولا از کوپل خازنی برای درایو 211 ادستفاده میشه . این نوع طراحی در بین DIYer های تازه کار به دلیل ساده بودن کار و  نتیجه خوب با قدرت کم  بدلیل بایاسینگ در کلاس A1  و وارد نشدن لامپ به کلاس  A2  بیشتر معمول هست .

در کوپل خازنی لامپ اگر بخواد وارد مر حله A2 بشه بدلیل کشیده شدن جریان نسبتا بالا از گرید لامپ سریعا دامنه سیگنال در ورودی لامپ کم شده و قسمت پیک نیم سیکل مثبت در وررودی لامپ و نیم سیکل منفی در خروجی امپ از بین رفته و له میشه .

این پدیده بنام grid current limiting در آمپلی فایر های لامپی گیتار بصورت عمدی ایجاد میشه تا دیستورشن ایجاد بشه .

اما در های اند نه تنها هدف ما تولید دیستورشن نیست بلکه تاحد امکان سعی در فاصله گرفتن از دیستورشن رو داریم.

شاید شنیده اید که لامپ 211 موزیکال هست ؟ به نظر شمکا موزیکال بودن یک لامپ چه معنی میتونه داشته باشه ؟ مگر نه اینکه در تعریف یک آمپلی فایر ایده آل گفتیم که سیگنال رو بدون کمترین تغییر فقط از نظر دامنه و جریان تقویت بکنه و پایداری خوب در مقابل بار داشته باشه ؟

پس این موزیکال بودن واقعا چی هست ؟ و ایا به نفع ماست ؟

جالبه که بدونید این موزیکال بودن برمیگرده به رفتار نسبتا غیر خطی این لامپ وقتی که ولتاژ گرید میخواد به صفر نزدیکتر بشه و یا از اون عبور کنه .

در این مرحله اگر طراح و سازنده بتونه لامپ رو استادانه درایو کنه. شاهد ایجاد هارمونیک های زوج خواهیم بود . این هارمونیک ها مخصوصا هارمونیک دوم که از نظر موسیقی در فاصله اکتاو اول قرار میگیره موسیقی رو غنا بخشیده و انو پرتر جلوه میده .

البته در مورد هارمونیک های زوج بحث های زیادی هست . اما با توجه به تعریف آمپلی فایر ایده آل اگر هارمونیک ها حتی هارمونیک های زوج هم کمتر باشند این آمپلی فایر بهتر و های اند تر هست .

منتها هارمونیک های زوج هم طرفداران خودشو داره . لامپهای موزیکال طرفداران خودشونو دارند و لامپها خطی هم همینطور . بلاخره تا حدی سلیقه هم در لذت شنیداری دخیل هست.

برای مثال لامپ 845 تریودی هست که در کلاس A1 خالص کارمیکنه . درایو این لامپ به مراتب آسان تر و بهتر از 211 هست و پاسخگویی خطی تری هم داره . اما اگر دقت کنید 211 محبوبیت بیشتری دارد تا 845

845 هم طرفداران مخصوص خودشو داره که واقعا دنبال بهترین ها هستند .

 خب بهتره بپردازیم به یک تحلیل به زبان ساده برای تفهیم و درک توپولوژی مدار آمپلیفایر لامپی معروف ongaku japan

اگر اجازه بدید بررسی مدار رو از ورودی شروع کرده وبه طرف خروجی بریم .

شکل زیر رو نگاه کنید:

دو تریود 6072 در حالت SRPP مستقیما در ورودی مدار قرار گرفته اند.

نگاهی به ساختمان یک SRPP داشته باشیم :

درنگاه اول مدار کمی پیچیده و تحلیلش مشکل به نظر میاد اما اینطور نیست  اگه تریود بالایی رو حذف کنیم مدارو بصورت یک کاتد مشترک خواهید دید که خروجی اون از آند گرفته شده . واگه  تریود پایینی رو حذف کنیم مدارو به شکل آند مشترک میبینیم.

ورودی به گرید تریود پایینی و خروجی از کاتد تریود بالایی یا همون آند تریود پایینی گرفته شده است که دراین مدار تریود بالایی دو نقش عمده رو داره هم به عنوان آند مشترک هم به عنوان منبع جریان ثابت برای قسمت پایینی مدار که بصورت کاتد مشترک هستش واین مزیت بسیار بزرگی محسوب میشه چرا که :

1:مدارات آند مشترک دارای امپدانس خروجی پایین هستند و این مزیت محسوب میشه چرا که با پایین اومدن امپدانس خروجی ،جریان خروجی نیز متناسب با اون افزایش پیدا میکنه. "آند مشترک مانند کلکتور مشترک در ترانزیستور بصورت تقویت جریان و یا بافر عمل میکنه"

2:منبع جریان ثابت باعث افزایش بهره تقویت و خطی تر عمل نمودن مدار در مخصوصا در فرکانسهای بالا و پایین اومدن میزان دیستوریشن میشه چرا که طبق رابطه V=IR در تحلیل کاتد مشترک اشاره داشتیم به مقاومت آند که با بیشتر شدن اون میزان بهره بیشتر میشه و برعکس . وجود منبع جریان ثابت باعث ثابت ماندن مولفه جریان در رابطه بالا میشه و نهایتا بیشترین بهره ولتاژو به وجود میاره.

SRPP در مقابل سه نوع آرایش متداول پاسخگویی فوق العاده خوبی در فرکانسها بالا با دیستوریشن کم داره . امپدانس وردوی بالا و امپدانس خروجی کم  و دیستوریشن خیلی کم اون باعث شده تا به عنوان مدارات پری آمپلی فایر و یا طبقات ورودی (GAIN STAGE) آمپلی فایر ها ایفای نقش بکنه .

در حالت کلی میشه گفت این دو تریود بصورت پوش پول کار میکنند .

تو این مدار اگه خوب دقت کنید از دو نوع خازن در بای پس کاتد استفاده شده چراکه خازن های باظرفیت بیشتر  و الکترولیت معمولا در فرکانسهای بالا کمی مشکل دارند و بهتره در مصارف صوتی یک خازن با ظرفیت کم و از نوع مرغوب با این خازنها موازی بشه .

در ساخت یک آمپلی فایر لامپی خوب همه چیز باید اصولی وحساب شده باشه به عنوان مثال بجای استفاده از یک تریود بصورت کاتد مشترک میشه از SRPP استفاده کرد ونتایج بهتری گرفت .

َAudionote برای بالا بردن امپدانس ورودی وبرای راه اندازی بهتر طبقه بعدی از این مدار استفاده کرده با کمی تفاوت که به جای اینکه سیگنال رو از کاتد تریود بالایی بگیره از آند تریود پایینی گرفته که یک دلیل به خصوصی داره که در موردش توضیح خواهم داد.

در طراحی حرفه ای استفاده از کمترین خازنهای کوپلاژ و کوپل مستقیم لامپها یکی ازموارد حساسی هست که هر طراحی بایستی اونو مد نظر داشته باشه.

اگر دقت کنید خروجی SRPP در این آمپلی فایر مستقیما به گرید تریود 5687 وصل شده و برای اینکه این امر امکان پذیر باشه با توجه به اینکه ولتاژی حدود 100 ولت (نسبت به زمین) در آند SRPP وجود داره باید ولتاژ کاتد 5687 چند ولت از این مقدار بالاتر باشه تا گرید تریود 5687 که مستقیم به آند SRPP وصل شده چند ولت منفی تر از کاتد و در بایاس صحیح قرار بگیره . به همین جهت مقاومت سری با کاتد تریود 5687 مقدار بزرگی حدود18 کیلو اهم در نظر گرفته شده تا بتونه افت ولتاژ لازم رو جهت هماهنگی کوپل DC با طبقه SRPP داشته باشه.

حالا نظری داشته باشیم به طبقه خروجی یعنی درایور 211 که همان تریود دوقلوی 5687 هست توجه داشته باشید که لامپ 5687 دارای دو تریود در یک حباب هست که یکی در این قسمت به عنوان طبقه گین و دیگری به عنوان کاتد فالوور برای درایو 211 استفاده شده است.

ادامه دارد...