Кіріспе
Клапанды күшейткіштің түрі – аудио түтікшелер. Клапанды аудио күшейткіш (Ұлыбритания) немесе вакуумдық түтікшелік аудио күшейткіш (АҚШ) – дыбысты күшейту, дыбысты жазу және көбейту үшін қолданылатын клапанды күшейткіш. Транзистор сияқты қатты күйдегі құрылғылар ойлап табылғанға дейін, барлық электрондық күшейту клапанды (түтікшелік) күшейткіштер арқылы жүзеге асырылды. Бүгінде қатты күйдегі құрылғылар көптеген аудио күшейткіштерде басым болғанымен, клапанды аудио күшейткіштер әлі де олардың дыбыстық ерекшеліктері ұнамды деп есептелетін жағдайларда қолданылады, мысалы, музыка орындау немесе музыканы қайта көбейту кезінде.
audio tube amps
A valve audio amplifier (UK) or vacuum tube audio amplifier (US) is a valve amplifier used for sound reinforcement, sound recording and reproduction. Until the invention of solid state devices such as the transistor, all electronic amplification was produced by valve (tube) amplifiers. While solid state devices prevail in most audio amplifiers today, valve audio amplifiers are still used where their audible characteristics are considered pleasing, for example in music performance or music reproduction.
Құралдық және дауысты күшейту
Гитаралар үшін (және аздап вокал және басқа да қолданулар үшін) клапанды күшейткіштердің мақсаттары, жоғары сапалы дыбыс күшейткіштерден өзгеше. Мақсаты – дыбысты мүмкіндігінше дәл қайта шығару емес, музыканттың дыбыс қалай болуы керек деген түсінігін қанағаттандыру. Мысалы, бұрмалану жоғары сапалы дыбыс күшейткіштерде көбінесе жағымсыз саналады, бірақ орындау кезінде қажетті қасиет ретінде қарастырылуы мүмкін. Кішкентай сигнал тізбектері көбінесе өте жоғары күшейтуге ие болу үшін арнайы жобаланады, сигналды клапан тізбегінің сызықтық диапазонынан тысқары шығарып, көп мөлшерде гармоникалық бұрмалауды тудыру үшін жасалады. Клапандардың бұрмалау және күшейту сипаттамалары транзисторлардан едәуір өзгеше (әсіресе, әдеттегі тізбектегі кернеудің мүмкіндіктерінен), және бұл ерекше дыбысқа әкеледі. Мұндай орындауға арналған күшейткіштерде көбінесе қазіргі заманғы жоғары сапалы дыбыс өнімдерінен жоғалып кеткен дыбыс және сүзгі тізбектері сақталады. Гитараларға арналған күшейткіштерде әртүрлі "эффектілер" функциялары да болуы мүмкін.
Электр гитарасын күшейтудің пайда болуы
Электрлік гитара 1930 жылдары Rickenbacker компаниясымен жасалған, бірақ оның қазіргі түрін 1950 жылдары Fender және Gibson (әсіресе Fender Telecaster (1951) & Stratocaster (1954) және Gibson Les Paul (1952) танымал етті. Алғашқы гитара күшейткіштері, мүмкін, басқа мақсаттар үшін жасалған және қолданысқа енгізілген аудио күшейткіштер болды, бірақ электр гитарасы және оның күшейткіші тез өзінің даму жолына түсті, оған мамандандырылған өндірушілер көмектесті. Гитара күшейткіштері көбінесе гитарист қалаған жағдайда, гармониялар мен обертонға толы дыбысты бұрмалап шығаруға мүмкіндік беретіндей етіп жасалады. Лампының және схеманың сипаттамалары шығарылатын дыбыстың мәніне тікелей әсер етеді. Тіпті қуат көзі де дыбыстың түріне әсер етуі мүмкін, салыстырмалы түрде кішкентай қуат көзі конденсаторлары шығыс қуатының ең жоғары деңгейінде және қуатты пайдалану кезінде ерекше "сағыну" ефекін тудырады, кейін қалпына келеді, бұл әдетте музыкалық тұрғыдан тартымды деп есептеледі. Сонымен қатар, гитаристтер акустикалық кері байланысты қолданып, нәтижедегі дыбысты одан әрі өзгерте алады (кері байланыс сигналының бастапқы сигналға шаққанда аз уақытқа қалып қойатынын ескеріңіз). Гитара күшейткіштері әдетте электрлік және физикалық тұрғыдан көптеген сынақтарға төтеп беруге арналған (өйткені гитаристтер көбінесе концерттерге барады және т.б.). Үлкен жүйелерде күшейткіш динамик корпусынан бөлек болады, ал кіші жүйелерде ол көбінесе біріктіріліп, "комбо" деп аталады. Күшейткіш әдетте комбоның үстінде орналасқандықтан, лампалар көбінесе корпусқа қарап төңкерілген күйде орналасады. Оларды ұстау үшін қысқыштар қолданылуы мүмкін. Көптеген қазіргі заманғы лампалық гитара күшейткіштері AB1 класындағы түрткі-түсіру схемасын қолданады, оларда қуат пентодалары немесе сәулелік тетродалары бар, 6L6 немесе EL34, бірақ кейде KT88, 6550 немесе Ultra Linear қосылыста төмен қуатты EL84 лампалары да қолданылады. Шығыс сатысының алдында кернеуді күшейту сатысы (пентода немесе қос триод) және фазалық бөлгіш (қос триод) орналасады. Бір корпуста екі бірдей бөлімі бар қос триодтар қолданылады, әдетте 12AT7, 12AU7 немесе 12AX7 немесе оларға балама типтегі, сирек жағдайда 6SN7 окталды лампалар қолданылады.
Ерте дамуы
Клапанды дыбыс күшейткіштерін ең алғаш рет телефон байланысында кеңінен қолдануға кірісті. Клапанды күшейткіштер ұзақ қашықтықтағы телефон желілерін және су асты телефон кабельдерін жасауда маңызды рөл атқарды. Содан кейін радио саласында да қолданыла бастады, онда клапандар аудио (AF) және радио (RF) тізбектері үшін пайдаланылды. (RF осы мақаланың шегінен тыс, клапанды күшейткіштерге қараңыз). 1920 жылдар шамасында дыбыс жазу мен электрондық ойнатудың алғашқы қолданыстарының бірі – жаңа «сөйлейтін фильмдерді» көрсетуге дайындалған көптеген кинотеатрларда оны пайдалану болды. Осы кезеңдегі кинотеатрлардың дыбыс жүйелерін көбінесе «Westrex» компаниясы жеткізді, ол телекоммуникация саласындағы Western Electric компаниясымен байланысты болды. Осы компания бүгінгі күні DH SET аудиофильдік күшейткіштерінің негізгі бөлігі саналатын 300B DHT түтігін өндірді. Сол кездегі күшейткіштер әдетте А класындағы бір ұшты триодтық схемада тікелей қыздырылатын түтіктерді қолданды. Қуаттылығы бірнеше ватттан ерекше қуатты күшейткіштер үшін 20 ваттқа дейін жетті (қазіргі заманғы жартылай өткізгіш күшейткіштер әлдеқайда жоғары қуатты береді). Бүгінде осы схеманың түрі аудиофильдік hi-fi-дың ең шектік бөлігінде қалған, оны көбінесе DH SET деп атайды. Екінші дүниежүзілік соғысқа дейін дерлік барлық электрондық күшейткіштер кері байланыссыз қолданылатын триодтар болды. Түтіктердің жетілмегенімен, сызықтығының болуы түзетулерсіз де қанағаттанарлық бұрмалау деңгейін алуға мүмкіндік берді. А класындағы триодтық сатыдағы амплитуда бұрмалануы, егер анод тогының тым төмендеуіне жол бермесе және желі тогының кез келген нүктеде ағып кетпеуін қамтамасыз етсе, аз болуы мүмкін. Мұндай жағдайда бұрмалау көбінесе екінші гармонияға байланысты болады, оның пайыздық көрсеткіші шығыс амплитудасына пропорционалды. Шамалы теріс кері байланыс қосу сызықтықты одан әрі жақсартады. Сол қуатты шығара алатын пентодтар триодтарға қарағанда жоғары қуатты бере алады, бірақ бұрмалау деңгейі жоғары және көбірек наразылық тудырады.
1960 жылдары түтікшіл Hi-Fi
Клапанды күшейту 1960 және 70-ші жылдары басты технология ретінде өркендеді, құрылғылар мен тізбектер жоғары деңгейде дамытылды. Содан бері тек шағын түзетулер ғана енгізілді. KT66, EL34 және KT88 типтерімен ұсынылған қуат түтікшелерінің соңғы буыны – технологияның және өндіріс сапасының ең жоғары деңгейі. Осы уақыттан бері жасалған клапанды күшейткіштер көбінесе осы түтікшелердің бірін пайдаланады, олар KT66-дан басқа, үздіксіз өндірісте қалды. Шығыс қуаты әдетте 20 ватт, ерекше жағдайларда 35 ватт болды. Кішкентай сигнал клапандары басым түрінде октал негізді түтікшелерден, атап айтқанда аудио түтікшелердің таңдауы – 6SN7 отбасынан, кішкентай және арзан жаңа негізді ECC81, ECC82, ECC83 (Ұлыбританияда, ал АҚШ-та 12AX7, 12AT7 және т.б. деп аталады) түтікшелеріне ауысты. Төмен қуатты EL84 қуат пентоды арзан 10 ватттық ультралинейлік қуат күшейткіштерінде кеңінен қолданылды, бірақ сапасы жоғары болды. Коммерциялық түтікше өндірушілер өз өнімдеріне негізделген конструкцияларды жасады, ең танымалдары – Mullard 5-10 тізбегі. Бұл конструкция және Уильямсон конструкциясы кеңінен қолданылды және көшірілді, авторды атаумен немесе атамай.
Автомобиль күшейткіштері
Транзисторлы радиолар пайда болғанға дейін клапанды радиолар мен күшейткіштер автомобильдерде қолданылды. Транзисторлардың басты артықшылығы – автомобиль аккумуляторының кернеуімен жұмыс істеу мүмкіндігі болды. Алғашқы радиоларға клапанға жеткілікті жоғары кернеуді түрлендіру үшін қуат блогы қажет болды. Кейінірек шыққан радиолар 12 вольттан тікелей жұмыс істеуге арналған арнайы клапандарды қолданды. Бұл кейінірек шыққан радиолар гибридтік конструкциялар болып табылды, олар тек аудио шығыс сатыларында транзисторларды пайдаланды, себебі 12 вольтты қуат күшейткіш клапанын жасау қиын болды. Осы және басқа да себептерге байланысты транзисторлар кішкентай, арзан, берік, аз қуат тұтынады, аз қызып, алдын ала қыздыруды қажет етпейді. Бірақ кейбір әуесқойлар "клапанды күшейткіштерді" артық көреді, сондықтан клапанды автокөлік стерео жүйелерінің шағын саны әлі де өндіріледі. Өндірушілер қатарында Milbert Amplifiers, Blade, Manley және Sear Sound компаниялары бар. Олардың кейбіреулері транзисторлар мен клапандарды біріктіретін гибридтік конструкциялар болып табылады.
Клапанды алдын ала күшейткіштер
Ертедегі граммофондардың өте нашар техникалық көрсеткіштері, стандартталған теңестірудің болмауы, нашар сапалы компоненттер мен керек-жарақтар (соның ішінде динамиктер) салдарынан, алдын ала күшейткіштерде кеңейтілген және өте икемді теңестіру, тонау және сүзгі схемалары болған. Бұл схемалар күшейткіштің жиілік жауабын және осылайша жүйе шығаратын дыбысты реттеу үшін жасалған. Лампалы алдын ала күшейткіштерде триодтар немесе төмен шулы пентодтар (EF86) қолданылады. Жылытқыш жіптерінен туындайтын желілік шу, төмен деңгейлі лампалық каскадтардағы потенциалды проблема болып табылады. Қазіргі заманғы күшейткіштер көбінесе желіден жұмыс істейді; қымбат лампалы күшейткіштерде шығындарды азайту қажеттілігі болмағандықтан, жылытқыш қуаты көбінесе түзетіліп, тіпті шуды абсолютті минимумға дейін төмендету үшін реттеледі. 1950 жылдардағы лампалы алдын ала күшейткіштердің көрнекті мысалы – Leak 'varislope' сериясы, ол ауыстырылатын гул сүзгісін, ауыстырылатын сызықтар сүзгісін (таңдаулы еңіс және жиілік бұрышымен), үздіксіз реттелетін жоғары және төмен дыбыстарды басқару элементтерін және 4 түрлі граммофон теңестіруін (RIAA, ortho, RCA, 78) қамтыды.
Техникалық ақпарат
Түрлі негізгі тізбектер жобаларда және құрылысқа қатысты әртүрлі тәсілдерде қолданылған.