チューブアンプ：機能と動作原理

私たちの多くは「真空管サウンド」について聞いたことがあり、今日、世界中の音楽愛好家が真空管で音楽を聴くことを好む理由を疑問に思っています。

これらのデバイスの機能は何ですか、それらの長所と短所は何ですか?

今日は、適切な品質の真空管アンプの選び方についてお話します。

真空管アンプは、無線管を使用して交流電気信号の電力特性を高めるために使用されます。

ラジオ管は、他の多くの電子製品と同様に、非常に豊かな歴史を持っています。 創業から現在に至るまでの何年にもわたって、テクノロジーは大きな進化を遂げてきました。それはすべて20世紀の初めに始まり、いわゆる「チューブ時代」の日没は60年代に落ちました.最新の開発が光を見たのはその時であり、すぐにより近代的で安価なトランジスタが征服し始めました.どこでもラジオ市場。

アンプ専用に設計された最初のタイプの真空管は三極管でした。 名前の 3 という数字には理由があります。それは、アクティブな出力の数です。要素の動作原理は非常に単純です。ラジオ管のカソードとアノードの間に電流源が直列に接続され、トランスの最初の巻線が作られ、音響はそれに続く2次巻線に接続されます。ラジオ管のグリッドに音波が供給され、抵抗器に電圧が印加された瞬間に、電子の流れが陽極と陰極の間を通過します。それらの間に配置されたグリッドは、このストリームを出力し、それに応じて、入力信号の方向、レベル、パワーを変更します。

さまざまな分野での三極管の操作中に、それらの技術的および操作上の特性を改善する必要がありました。 特に、それらの1つはスルーキャパシタンスであり、そのパラメータにより、ラジオ管の可能な動作周波数が大幅に制限されました。この問題を解決するために、技術者は四極管を作成しました。これは設計内部に 4 つの電極を備えた無線管であり、陽極と主制御グリッドの間に挿入されたスクリーニング グリッドが 4 番目として使用されました。

これは当時の開発者を完全に満足させ、 彼らの主な目標は、受信機が短波周波数範囲で動作できるようにするデバイスを作成することでした。 しかし、科学者たちは装置の作業を続け、まったく同じアプローチを使用しました。つまり、ラジオ管の作業設計に別の 5 番目のグリッドを追加し、アノードとスクリーニング グリッドの間に配置しました。これは、アノードからグリッド自体への方向の電子の逆方向の動きを消すために必要でした。この追加要素の導入により、プロセスが停止したため、ランプの出力パラメーターがより線形になり、電力が増加しました。 これが五極管が現れた方法です。それらは将来使用されたものでした。

真空管アンプの長所と短所について話す前に、音楽愛好家の間に存在する神話と誤解について詳しく説明する価値があります。高品質の音楽を愛する多くの人がそのようなデバイスを疑い、大きな不信感を持って扱っていることは周知の事実です。

真空管アンプは壊れやすい設計です。

実際、そのような声明は決して確認されていません。結局のところ、前世紀の60年代のテープレコーダーではなく、エンジニアが構造部品の信頼性に特別な注意を払う高品質の最新機器を使用します。アンプを作成するために使用されるすべての要素は、最も厳しい選択を受けており、10〜15,000時間アクティブに動作するように設計されています.

ラジオ管の低音が小さすぎます。

彼らが言うように、それはずっと昔のことであり、真実ではありません。製造業者が変圧器を節約していた時代は過ぎ去り、現代の製造業者は高品質の鉄とハイテクなアプローチのみを使用して製品をコンパイルしています。

ランプは音を変えることができます。

ここで、私たちはおおむね同意します。はい、ラジオ管には独自のトーンがあります。そのため、製造の設計者は、そのような設計に関する豊富な経験と、その動作原理に関する知識を持っている必要があります。高品質の抵抗器では、特定のトーンをキャッチするのが非常に難しいことを保証します。

チューブレシーバーの価格は自動車の価格に匹敵します。

ここでは多くのことがメーカーに依存するため、これは完全に真実ではありません。アンプの作成に慎重かつ細心の注意を払うほど、製造コストは高くなります。

真空管アンプには多くの利点があり、いくつかの事実はそのような機器を支持しています。

• 設計スキームの比較的単純さ.これらのデバイスの動作原理は、それぞれインバータータイプのモデルよりもはるかに単純であり、この場合の修理の可能性とそのコストははるかに有益です。
• ユニークなサウンド再生、広いダイナミックレンジ、トランジションの滑らかさの向上、快適なオーバードライブなど、多くのオーディオエフェクトによるものです。
• デバイスの短絡耐性 温度変動の影響下。
• ヒスノイズなし 半導体アンプの典型です。
• スタイリッシュなデザイン、 そのおかげで、どのアンプもさまざまなインテリアに調和してフィットします。

しかし、真空管アンプがいくつかの利点の焦点であるとは言えません。 ランプには欠点があります。

• ランプはトランジスタよりもはるかに大きいため、印象的な寸法と頑丈な重量。
• 機器の動作中の高レベルの騒音;
• サウンド再生の最適な動作モードに到達するには、ランプを予熱する時間が必要です。
• 出力インピーダンスの増加。この要因により、真空管アンプを組み合わせることができる音響システムの使用範囲がある程度制限されます。
• 半導体増幅器と比較して、直線性が低い。
• 熱放散の増加;
• 高消費電力;
• 効率は 10% を超えません。

それにもかかわらず、そのような機器を使用するときに得られる独特の音色は、上記のすべての欠点を大幅に補います。

真空管アンプの歴史を振り返ってみましょう。 言及されたタイプの構造はすべて、何らかの形で現代のオーディオ技術に応用されています。 何年もの間、オーディオエンジニアはそれらを使用する方法を探していましたが、五極管シールドグリッドが増幅回路に含まれる領域が、まさにその動作の性質を根本的に変えることができるツールであることにすぐに気づきました.

グリッドがカソードに接続されると、典型的な五極管モードが得られます。 しかし、それを陽極に切り替えると、この五極管は三極管のように機能します.このアプローチのおかげで、2 種類のアンプを 1 つの設計に組み合わせて、動作モード オプションを変更することが可能になりました。

前世紀の半ばに、アメリカのエンジニアは、このグリッドを根本的に新しい方法で接続し、出力トランス巻線の中間タップに接続することを提案しました。

したがって、ラジオ管のモードでは、実際には、カテゴリAとBの接続がタイプABの結合クラスの作成の原動力となったときに、アンプのクラスで以前と同じことが起こりました。以前のものの両方の最良の側面。

デバイスの動作方式に応じて、シングルサイクルとプッシュプルのチューブアンプが区別されます。

シングルサイクル設計は、サウンド再生品質の点でより高度であると考えられています。 シンプルな回路、最小数の増幅素子 (チューブなど)、および短い信号経路により、最高品質のサウンドが保証されます。

ただし、欠点は、出力電力が 15 kW の範囲内にあることです。これにより、ラウドスピーカーの選択が非常に厳しくなり、アンプはホーン型ラウドスピーカーで利用可能な高感度機器とのみ互換性があり、Tannoy、Audio Note、Klipsch などのいくつかのクラシックモデルでも使用できます。

プッシュプル アンプは、シングルエンド アンプよりも少しラフなサウンドになります。 ただし、それらのパワーははるかに高いため、アンプを多数の最新のスピーカーシステムと連携させることができます.

基本的に、ユーザーは日本とロシアの真空管アンプを好みます。売れ筋モデルはこんな感じ。

オーディオノート音楽には以下の特徴があります。

• 統合されたステレオチューブメカニズム。
• チャンネルあたりの電力 - 18 W;
• クラスA。

ユーザーレビューによると、 この日本の抵抗器は、今日の市場で最高のものの1つと考えられています.欠点のうち、その高コストのみが注目され、アンプの値札は50万ルーブルから始まります。

Magnat MA 600 には次の利点があります。

• 統合されたステレオチューブメカニズム。
• チャンネルあたりの電力 - 70 W;
• フォノステージの存在;
• 98 dB 以内の S/N 比。
• リモコン。

McIntosh MC275 には、次のオプションが含まれています。

• ランプ抵抗;
• チャンネルあたりの電力 - 75 W;
• 信号/ノイズレベル - 100 dB;
• 高調波歪み指数 - 0.5%。

現在、業界では多くの真空管タイプのデバイスが販売されており、販売時には、家庭用および業務用に設計されたトランスレスおよびハイブリッド モデル、3 ウェイおよび 2 ウェイ、低電圧、低可聴周波数モデルを見つけることができます。

スピーカーに最適な真空管アンプを選ぶために、 特定の要因を考慮する必要があります。

真空管抵抗の問題については、35 ワットが適切な電力設定ですが、多くの音楽愛好家は 50 ワットまでの増加しか歓迎しません。

20 ～ 20,000 Hz の範囲は、人間の聴覚にとって一般的であるため、最適と見なされます。 今日、市場に出回っているほとんどすべての真空管デバイスはまさにそのようなパラメーターを備えています。ハイエンド部門では、これらの値に達しない機器を見つけるのは簡単ではありませんが、真空管アンプを購入するときは、どの周波数範囲であるかを確認してください。鳴ることができます。

高調波歪みパラメータは、デバイスを選択する際に基本的に重要です。好ましい パラメータの値が 0.6% を超えないようにします。一般的に言えば、この値が低いほど、出力で得られるサウンドが良くなります。

もちろん、そのような高品質の製品の価格は、競合他社のモデルと比較して比類のないほど高くなりますが、多くの音楽愛好家にとって、コストはしばしば二次的な問題です.

ほとんどの受信機は信号対雑音比をサポートしています 90dB以内、と仮定されます このパラメータが大きいほど、システムはよりよく機能します.一部のメーカーは、信号対雑音比が 100 である比率を示しています。

これは重要な指標ですが、それでも二次的なものであり、次の場合にのみ注意を払うことができます 上記のすべてのインジケーターに他の同等のパラメーターがある場合。

そしてもちろん、ランプ機器を購入する際には、デザイン、製造品質、人間工学、音響再生レベルなど、いくつかの主観的要素が重要な役割を果たします。この場合、購入者は個人的な好みに基づいて選択を行います。

出力電力パラメータを選択するときは、必ず部屋の寸法を考慮してください。 たとえば、15平方メートルの部屋で。 m 30〜50ワットの十分な電力特性がありますが、より広々としたホール、特にスピーカーのペアでアンプを使用する場合は、電力が80ワットの機器が必要です.

チューブアンプをセットアップするには、特別なメーターであるマルチメーターを入手する必要があります。プロ用の機器をセットアップする場合は、オシロスコープとオーディオ周波数ジェネレーターを追加で購入する必要があります。

二重三極管のカソードの電圧パラメータを設定することにより、機器のセットアップを開始する必要があります。これは、1.3 ～ 1.5 V の範囲内に設定する必要があります。 ビーム四極管の出力セクションの電流は、60 から 65mA の回廊にある必要があります。

図にリストされている他のすべての抵抗器は任意のタイプのものを使用できますが、モデル C2-14 を優先することをお勧めします。

プリアンプと同様に、分離コンデンサ C3 は基本コンポーネントと見なされます。手元にない場合は、ソビエトのフィルム コンデンサ K73-16 または K40U-9 を使用できますが、輸入されたものよりわずかに劣ります。回路全体が正しく動作するように、データは最小の漏れ電流で選択されます。

自分の手で真空管アンプを作る方法については、以下を参照してください。