Lampy cz. I - dlaczego ta lampa nie świeci?

Dlaczego lampy w tym wzmacniaczu świecą tak słabo i czy to jakiś sprytny zabieg techniczny? Autor: Jacek Siwiński • 8 sierpnia 2016
8 sierpnia 2016 12:33
Jacek Siwiński MUARAH

[img:1:R]Dlaczego lampy w tym wzmacniaczu nie świecą?, dlaczego świecą tak słabo i czy to jakiś sprytny zabieg techniczny? Takie i wiele innych pytań zadawali nam niektórzy zwiedzający stoisko naszej firmy na ubiegłorocznym Audio Video Show.

Pytania potraktowałem na początku z przymrużeniem oka, ale później stwierdziłem, że faktycznie sprawa wymaga rzetelnego wyjaśnienia. Stosowane w sprzęcie audio lampy elektronowe przeżywają renesans. Wiele osób zastanawia się jak działają i dlaczego, po ponad 100 latach od momentu gdy je skonstruowano, nadal stanowią konkurencję dla wszechobecnego tranzystora. No i co to za lampy, które wbrew swej nazwie ledwie się żarzą?

Dla lepszego zobrazowania tematu, zacznijmy od małej dygresji. Zapewne wielu czytelników widziało kiedyś losowanie Lotto w TV. Jako małe dziecko, zafascynowany przyglądałem się wspaniałej maszynie losującej czekając na to, aby piłki ze skreślonymi przeze mnie na kuponie numerkami wpadły do pułapki. Niestety maszyny losujące miały i mają do dziś feler polegający na tym, że pewnych piłek za nic w świecie nie chcą wylosować. Co ciekawe co losowanie to inne piłki są na cenzurowanym – dziwnym trafem akurat te z mojego kuponu. No ale mój brak szczęścia ma też jasną stronę. Jako milioner nie grałbym zapewne w Lotto i nie mógłbym obserwować w akcji fantastycznego urządzenia jakim jest maszyna losująca. Sporej wielkości przezroczysta, pleksiglasowa sfera to jej najnowsze wcielenie. Wewnątrz plastikowe piłeczki wesoło podskakują pod wpływem doprowadzonego od spodu sprężonego powietrza. W kluczowym momencie otwierają się drzwiczki pułapki, do której wsysana zostaje szczęśliwie wylosowana piłeczka. Następnie po zjeżdżalni dociera ona do miejsca spoczynku. Cudowna zabawa.

Jak działa lampa?

[img:6:R]Zaraz, zaraz – ale czy to nie miało być o lampach? Bez obaw – maszyna losująca Lotto świetnie nadaje się do wyjaśnienia zasady działania lampy elektronowej. Lampa też ma przezroczystą bańkę tyle, że szklaną. Ze środka wypompowano powietrze stąd jej inna nazwa – lampa próżniowa. Zamiast ponumerowanych kulek w lampie baraszkują elektrony. Zachęca je do tego nie sprężone powietrze jak w Lotto, ale wysoka temperatura rozgrzanego do czerwoności drucika, który nazywamy katodą. Elektrony dosłownie podskakują jak na rozżarzonych węglach. No i tu mamy rozwiązanie naszej tytułowej zagadki – rozpalona katoda lampy elektronowej, wprawdzie świeci, ale nieporównanie słabiej niż w żarówce, bo celem nie jest przecież emisja światła tylko rozruszanie leniwych elektronów.

Do tego nie potrzeba aż tak wysokiej temperatury. Dlatego żarnik katody zasila się niskim napięciem, najczęściej zaledwie 6,3V. Dodatkowo, żarnik w lampie elektronowej jest zasłonięty innymi elektrodami, więc pełnią uroczego, bursztynowego blasku najlepiej delektować się w ciemności. Prąd elektryczny tworzą poruszające się w jednym kierunku elektrony. Tak jak w maszynie Lotto, pod wpływem różnicy ciśnień, piłeczki wpadają do pułapki. W lampie elektronowej różnica potencjałów - czyli wysokie napięcie (od kilkudziesięciu do kilkuset woltów!) - przyłożone do elektrody nazwanej anodą sprawia, że elektrony podążają zgodnie w jej kierunku od katody. Rolę otwieranych i zamykanych drzwiczek pułapki maszyny losującej pełni w lampie tak zwana siatka, rozpięta pomiędzy anodą i katodą. Po przyłożeniu do siatki ujemnego napięcia część elektronów podążających do anody zostaje wyhamowana i zawrócona z drogi, gdyż siatka działa jak magnes odpychający. Elektronom, które rozpędziły się najbardziej udaje się pokonać siatkę i docierają szczęśliwie do celu. Regulując napięcie na siatce zwiększamy lub zmniejszamy ilość przepływających elektronów.

I tu dochodzimy do kluczowej dla wzmacniaczy audio właściwości lampy próżniowej  – lampa stanowi element wzmacniający: niewielkie zmiany napięcia przyłożonego do siatki powodują duże zmiany przepływającego przez nią prądu. Bingo! Jeśli drogi czytelniku dotarłeś do tego miejsca to być może zakołatała Ci w głowie genialna myśl skonstruowania audiofilskiego wzmacniacza z wykorzystaniem maszyn losujących Lotto? Do odważnych świat należy!

Wiemy już jak działa lampa i dlaczego światła daje niewiele. Wiemy dlaczego nadaje się do budowy wzmacniaczy. Pozostaje kwestia wyższości lampy nad tranzystorem lub odwrotnie. Tranzystor ma własności wzmacniające podobne do lampy, tyle, że w jego przypadku nie ma koniczności stosowania wysokiego napięcia. Tranzystor jest mały i poręczny – niestety nie świeci, co najwyżej raz błyśnie na pożegnanie. Czytając recenzje urządzeń lampowych często napotykamy na komplementy typu „ciepły dźwięk”, „słodka średnica”, „łagodna góra”. Zwolennicy wzmacniaczy tranzystorowych – przeciwnicy lamp - określą to nieco inaczej: „dźwięk misiowaty”, „podbarwiona średnica i góra”. O co tu chodzi ? Kto ma rację ? Czy wzmacniacze lampowe nie są tylko przejawem chwilowej mody i zwykłej ekstrawagancji?

[img:4]

Wzmacniacz McIntosh 240 (produkowany w latach 60-tych XX wieku
Zdjęcie dzięku uprzejmości sklepu NOMOS

 

Przenieśmy się na chwilę w przeszłość. Po wynalezieniu i wyprodukowaniu pierwszych tranzystorów, konstruktorzy z entuzjazmem zabrali się do budowy wzmacniaczy. Zamiast nieporęcznych i kłopotliwych szklanych baniek, zaczęli stosować tanie, zgrabne krzemowe koraliki. Efekty okazały się znakomite. Duża sprawność, możliwość uzyskania znacznych mocy przy stosunkowo niewielkich wymiarach i cenie, doskonałe parametry elektryczne. Wszystko to sprawiło, że wzmacniacze lampowe bardzo szybko zaczęły znikać ze sklepowych półek. I tu do akcji wkroczyli nieznośni audiofile, którzy zaczęli kontestować jakość dźwięku wydobywającego się z głośników podłączonych do nowoczesnych cudeniek. Niby wszystko jest ok: niskie szumy, brak przydźwięków, szerokie pasmo przenoszenia, ekstremalnie niskie zniekształcenia harmoniczne, dobra współpraca z różnymi zestawami głośnikowymi. A jednak ucho ludzkie – najdoskonalszy instrument audio na świecie wychwytuje w brzmieniu tranzystorowym pewną przykrą suchość i chłód metalu.

[img:3:R]Problemem tym w roku 1973 zajął się fiński inżynier Dr. Matti Otala. Odkrył on, że przyczyną niezadowolenia audiofilów jest powszechnie stosowane w układach tranzystorowych duże ujemne sprzężenie zwrotne. Sprzężenie zwrotne to nic innego jak sygnał dostarczeny na wejście wzmacniacza z jego wyjścia. Doskonałe własności elektryczne wzmacniaczy tranzystorowych są właśnie funkcją sprzężenia zwrotnego. Im większe sprzężenie zwrotne, tym szersze pasmo przenoszonych częstotliwości, niższe szumy i zniekształcenia harmoniczne. Pogorszeniu ulega tylko jeden parametr -  wzmocnienie, ale akurat tego, w przeciwieństwie do konstrukcji lampowych, jest duży zapas. O co zatem chodzi? Tak jak piłka wylosowana w Lotto potrzebuje chwili czasu, aby zjechać po zjeżdżalni na dół, tak elektrony z wyjścia wzmacniacza, trafiają poprzez obwód sprzężenia zwrotnego na jego wejście z nieznacznym opóźnieniem. I to powoduje powstanie zaburzeń sygnału, które swym charakterem różni się od mierzonych do tej pory zniekształceń harmonicznych. Co najważniejsze, te nowe zniekształcenia nazwane Intermodulacyjnymi (TIM – Transient Intermodulation) w ogóle nie objawiają się przy tradycyjnym pomiarze. Dopiero Otala opracował metodę ich mierzenia. Od tego momentu wszystko stało się jasne. Okazało się, że główne zalety układów tranzystorowych są okupione poważną wadą. Konstruktorzy musieli zatem wrócić do pracy aby doskonalić swoje konstrukcje. Pojawiła się też druga szansa dla lamp – podczas gdy jedni walczyli ze zniekształceniami TIM w tranzystorach, inni poprawiali układy lampowe tak, aby zniwelować szumy i zniekształcenia harmoniczne.

Sytuacja ta zdaje się trwać aż do dziś. Na rynku mamy znakomite flagowe konstrukcje obu nurtów i tylko ucho audiofila w ostatecznym rozrachunku decyduje o tym, które urządzenie brzmi przyjemniej.

[img:5]

Wzmacniacz lampowy Audio Innovation seria 1000
Zdjęcie dzięku uprzejmości sklepu NOMOS 

 

 

[img:2:L]CZĘŚĆ II - Słodka średnica lampy elektronowej

 

 

  

 

Copyright © INFOMUSIC 2017
Szanowny Czytelniku
 
 
Aby dalej móc dostarczać Ci coraz lepsze materiały redakcyjne i udostępniać Ci coraz lepsze usługi, potrzebujemy zgody na lepsze dopasowanie treści marketingowych do Twojego zachowania. Poufność danych jest dla INFOMUSIC.PL niezwykle ważna i chcemy, aby każdy użytkownik portalu wiedział, w jaki sposób je przetwarzamy. Dlatego sporządziliśmy Politykę prywatności, która opisuje sposób ochrony i przetwarzania Twoich danych osobowych. 
 
 
25 maja 2018 roku zaczęło obowiązywać Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2016/679 z dnia 27 kwietnia 2016 r. w sprawie ochrony osób fizycznych w związku z przetwarzaniem danych osobowych i w sprawie swobodnego przepływu takich danych oraz uchylenia dyrektywy 95/46/WE (określane jako "RODO", "ORODO", "GDPR" lub "Ogólne Rozporządzenie o Ochronie Danych"). W związku z tym chcielibyśmy poinformować Cię o przetwarzaniu Twoich danych oraz zasadach, na jakich będzie się to odbywało po dniu 25 maja 2018 roku. Poniżej znajdziesz podstawowe informacje na ten temat.
 
Kto jest administratorem Twoich danych osobowych?
 
Administratorem, czyli podmiotem decydującym o tym, jak będą wykorzystywane Twoje dane osobowe, jest INFOMUSIC. Rejestr firm: INFOMUSIC z siedzibą w Gdańsku przy ul. Zielona 20/14  80-746 Gdańsk, Nr ewidencyjny: 112588, Numer VAT: NIP PL 584 2259505, REGON 192 886 210.  Szczegółowe informacje dotyczące administratorów znajdują się w naszej Polityce prywatności 
 
 
Jakie dane są przetwarzane ?
 
Chodzi o dane osobowe, które są zbierane w ramach korzystania przez Ciebie z naszych usług, w tym stron internetowych, serwisów i innych funkcjonalności udostępnianych przez INFOMUSIC,w tym zapisywanych w plikach cookies, które są instalowane na naszych stronach przez nas oraz naszych Zaufanych Partnerów.
 
Jakie są podstawy prawne przetwarzania Twoich danych osobowych?
Podstawą prawną przetwarzania Twoich danych osobowych w celu świadczenia usług, w tym dopasowywania ich do Twoich zainteresowań, analizowania ich i doskonalania oraz zapewniania ich bezpieczeństwa jest niezbędność do wykonania umów o ich świadczenie. Taką podstawą prawną dla pomiarów statystycznych i marketingu własnego administratorów jest tzw. uzasadniony interes administratora. 
 
Komu udostepniamy Twoje dane osobowe?
 
Twoje dane mogą być udostępniane w ramach grupy portali INFOMUSIC.PL. Zgodnie z obowiązującym prawem Twoje dane możemy przekazywać podmiotom przetwarzającym je na nasze zlecenie, np. agencjom marketingowym, podwykonawcom naszych usług oraz podmiotom uprawnionym do uzyskania danych na podstawie obowiązującego prawa np. sądom lub organom ścigania – oczywiście tylko gdy wystąpią z żądaniem w oparciu o stosowną podstawę prawną. 
 
Pełna treść w polityce prywatności
 
Gdzie przechowujemy Twoje dane?
Zebrane dane osobowe przechowujemy na terenie Europejskiego Obszaru Gospodarczego („EOG”), ale mogą one być także przesyłane do kraju spoza tego obszaru i tam przetwarzane. 

 
Jakie masz prawa?
 
Prawo dostępu do danych:  
W każdej chwili masz prawo zażądać informacji o tym, które Twoje dane osobowe przechowujemy. Aby to zrobić, skontaktuj się z INFOMUSIC.PL– otrzymasz te informacje pocztą e-mail. 
 
Prawo do poprawiania danych: 
Masz prawo zażądać poprawienia swoich danych osobowych, jeśli są one niepoprawne, a także do uzupełnienia niekompletnych danych.  Jeśli masz konto w INFOMUSIC.PL lub konto portalach grupy INFOMUSIC.PL, możesz edytować swoje dane osobowe na stronie swojego konta. 
 
Szczegółowe informacje dotyczące Twoich praw znajdują się w Polityce prywatności 
 
Dlatego też proszę naciśnij przycisk „ZGADZAM SIĘ, PRZEJDŹ DO SERWISU" lub klikając na symbol "X" w górnym rogu tego oka, jeżeli zgadzasz się na przetwarzanie Twoich danych osobowych zbieranych w ramach korzystania przez ze mnie z Usług  INFOMUSIC, w tym ze stron internetowych, serwisów i innych funkcjonalności, udostępnianych zarówno w wersji "desktop", jak i "mobile", w tym także zbieranych w tzw. plikach cookies przez nas i naszych Zaufanych Partnerów, w celach marketingowych (w tym na ich analizowanie i profilowanie w celach marketingowych). Wyrażenie zgody jest dobrowolne i możesz ją w dowolnym momencie wycofać.
 
Pełny regulamin i Polityka prywatności znajduje sie pod poniższym linkiem. Prosimy o zapoznanie się z dokumentem. https://www.infomusic.pl/page/rodo 
 
Zgadzam się, przejdź do serwisu Nie teraz