Rørlyd - Tube sound

Vakuumrør som lyser inne i forforsterkeren på en moderne gitarforsterker

Rør lyd (eller ventil lyd ) er den karakteristiske lyden i forbindelse med et vakuumrør forsterker (ventil forsterker i britisk engelsk), et vakuumrør -basert audioforsterker . Til å begynne med begrepet helrørslyden fantes ikke, fordi praktisk talt alt elektronisk forsterkning av lydsignaler ble gjort med vakuum-rør og andre sammenlignbare fremgangsmåter var ikke kjent eller benyttet. Etter introduksjon av solid state -forsterkere dukket rørlyd opp som det logiske komplementet til transistorlyd, som hadde noen negative konnotasjoner på grunn av crossover -forvrengning i tidlige transistorforsterkere. Imidlertid har solid state -forsterkere blitt utviklet for å være feilfrie, og lyden blir senere ansett som nøytral sammenlignet med rørforsterkere. Dermed betyr rørlyden nå 'euphonic distortion'. Den hørbare betydningen av rørforsterkning på lydsignaler er gjenstand for kontinuerlig debatt blant lydentusiaster.

Mange elektriske gitar- , elektriske bass- og keyboardspillere i flere sjangre foretrekker også lyden av rørinstrumentforsterkere eller forforsterkere. Rørforsterkere foretrekkes også av noen lyttere for stereoanlegg.

Historie

Før den kommersielle introduksjonen av transistorer på 1950 -tallet brukte elektroniske forsterkere vakuumrør (kjent i Storbritannia som "ventiler"). På 1960 -tallet hadde solid state (transistorisert) forsterkning blitt mer vanlig på grunn av sin mindre størrelse, lettere vekt, lavere varmeproduksjon og forbedret pålitelighet. Rørforsterkere har beholdt en lojal følge blant noen audiofiler og musikere. Noen rørdesigner krever svært høye priser, og rørforsterkere har gjennomgått en vekkelse siden kinesiske og russiske markeder har åpnet for global handel - rørproduksjonen gikk aldri av moten i disse landene. Mange transistorbaserte lyd-effektforsterkere bruke MOSFET (metall-oksyd-halvlederfelteffekttransistor) enheter i deres strømseksjoner, fordi deres forvrengningskurven er mer rørlignende.

Forsterkning av musikkinstrumenter

Noen musikere foretrekker forvrengningsegenskapene til rør fremfor transistorer for elektrisk gitar, bass og andre instrumentforsterkere. I dette tilfellet er det vanligvis målet å generere bevisst (og når det gjelder elektriske gitarer ofte) betydelig forvrengning eller overstyring . Begrepet kan også brukes til å beskrive lyden som er skapt av spesialdesignede transistorforsterkere eller digitale modelleringsenheter som prøver å etterligne egenskapene til rørlyden.

Rørlyden blir ofte subjektivt beskrevet som å ha en "varme" og "rikdom", men kilden til dette er på ingen måte enig. Mulige forklaringer nevner ikke-lineær klipping, eller de høyere nivåene av harmonisk forvrengning av andre orden i design med en ende, som følge av at røret interagerer med induktansen til utgangstransformatoren.

Se også: Distortion (gitar) og gitareffekter

Hørbare forskjeller

Lyden av en rørforsterker er delvis en funksjon av kretstopologiene som vanligvis brukes med rør i forhold til topologiene som vanligvis brukes med transistorer så mye som forsterkningsinnretningene selv. Utover kretsdesign er det andre forskjeller, for eksempel de forskjellige elektroniske egenskapene til triode , tetrode og pentode vakuumrør, sammen med deres solid-state-kolleger som bipolar transistor , FET , MOSFET , IGBT , etc. Disse kan deles videre til forskjeller mellom forskjellige modeller av nevnte enhetstype (f.eks. EL34 overfor 6L6-tetroder). I mange tilfeller må kretstopologier ta hensyn til disse forskjellene for enten å homogenisere deres vidt varierende egenskaper eller for å etablere et bestemt driftspunkt som kreves av enheten.

Lavfrekvensavrullingen kan forklares med mange rørforsterkere som har høy utgangsimpedans sammenlignet med transistordesign. Avrullingen skyldes høyere enhetsimpedans og reduserte tilbakemeldingsmarginer (flere tilbakemeldinger gir lavere utgangsimpedans). Noen rørforsterker -design bruker minimal tilbakemelding, mens andre bruker ganske mye mer av det. Hvor mye tilbakemelding som er optimal for rørforsterkere, er fortsatt et spørsmål om debatt.

Harmonisk innhold og forvrengning

Trioder (og MOSFET ) produserer et monotont forfallende harmonisk forvrengningsspekter. Jevne-orden harmoniske og odd-orden harmoniske er begge naturlige tallmultipler av inngangsfrekvensen.

En psykoakustisk analyse forteller oss at harmoniske overordnede er mer støtende enn lave. Av denne grunn bør forvrengningsmålinger veie hørbare overordnede harmoniske mer enn lave. Betydningen av harmoniske overordnede antyder at forvrengning bør vurderes når det gjelder hele serien eller den sammensatte bølgeformen som denne serien representerer. Det har blitt vist at vekting av harmoniske med kvadratet i rekkefølgen korrelerer godt med subjektive lyttetester. Vekting av forvrengningsbølgeformen proporsjonalt med kvadratet på frekvensen gir et mål på gjensidigheten til bølgeformens krumningsradius, og er derfor relatert til skarpheten i eventuelle hjørner på den. Basert på nevnte oppdagelse, har det blitt utviklet svært sofistikerte metoder for vekting av forvrengningsharmonika. Siden de konsentrerer seg om opprinnelsen til forvrengningen, er de stort sett nyttige for ingeniørene som utvikler og designer lydforsterkere, men på den annen side kan de være vanskelige å bruke for korrekturleserne som bare måler effekten.

Et stort problem er at målinger av objektiv natur (for eksempel de som indikerer størrelsen på vitenskapelig kvantifiserbare variabler som strøm, spenning, effekt, THD, dB, og så videre) ikke klarer å løse subjektive preferanser. Spesielt ved design eller gjennomgang av instrumentforsterkere er dette et betydelig problem fordi designmål for slike skiller seg mye fra designmål for slike som HiFi -forsterkere. HiFi -design konsentrerer seg i stor grad om å forbedre ytelsen til objektivt målbare variabler. Instrumentforsterkerens design konsentrerer seg i stor grad om subjektive spørsmål, for eksempel "hyggelighet" av en bestemt type tone. Fine eksempler er tilfeller av forvrengning eller frekvensrespons: HiFi -design prøver å minimere forvrengning og fokuserer på å eliminere "støtende" harmoniske. Den tar også sikte på ideelt flat respons. Musikkinstruments forsterkerdesign introduserer bevisst forvrengning og store ikke-lineariteter i frekvensrespons. Tidligere "støtende" for visse typer harmoniske blir et svært subjektivt tema, sammen med preferanser for visse typer frekvensresponser (flat eller ikke-flat).

Push -pull -forsterkere bruker to nominelt identiske forsterkningsenheter samtidig. En konsekvens av dette er at alle harmoniske produkter i jevn rekkefølge kansellerer, og tillater bare distorsjon i ulik rekkefølge. Dette er fordi en push -pull -forsterker har en symmetrisk ( merkelig symmetri ) overføringskarakteristikk . Effektforsterkere er av push-pull-typen for å unngå ineffektiviteten til klasse A-forsterkere .

En forsterker med én ende vil vanligvis produsere like så vel som ulike harmoniske. En spesielt berømt undersøkelse om "rørlyd" sammenlignet et utvalg forforsterkere med en endet rørmikrofon med et utvalg push-pull-transistoriserte mikrofonforforsterkere. Forskjellen i harmoniske mønstre for disse to topologiene har fremover ofte blitt feilaktig tilskrevet som forskjell på rør- og solid-state-enheter (eller til og med forsterkerklassen). Push-pull-rørforsterkere kan kjøres i klasse A (sjelden), AB eller B. Dessuten kan en klasse-B-forsterker ha crossover-forvrengning som vanligvis vil være av høy orden og dermed sonisk veldig uønsket.

Forvrengningsinnholdet i klasse A-kretser (SE eller PP) reduseres typisk monotont når signalnivået reduseres, asymptotisk til null under stille passasjer av musikk. Av denne grunn er klasse A-forsterkere spesielt ønsket for klassisk og akustisk musikk siden forvrengningen i forhold til signalet avtar etter hvert som musikken blir roligere. Klasse-A-forsterkere måler best ved lav effekt. Klasse-AB og B-forsterkere måler best like under maks nominell effekt.

Høyttalere presenterer en reaktiv belastning på en forsterker ( kapasitans , induktans og motstand ). Denne impedansen kan variere i verdi med signalfrekvens og amplitude. Denne variable belastningen påvirker forsterkerens ytelse både fordi forsterkeren har en null utgangsimpedans (den kan ikke holde utgangsspenningen helt konstant når høyttalerbelastningen varierer) og fordi fasen i høyttalerbelastningen kan endre forsterkerens stabilitetsmargin. Innflytelsen fra høyttalerimpedansen er forskjellig mellom rørforsterkere og transistorforsterkere. Årsaken er at rørforsterkere normalt bruker utgangstransformatorer, og ikke kan bruke mye negativ tilbakemelding på grunn av faseproblemer i transformatorkretser. Bemerkelsesverdige unntak er forskjellige "OTL" (utgangstransformatorløse) rørforsterkere, som ble pioner av Julius Futterman på 1950-tallet, eller noe sjeldnere rørforsterkere som erstatter impedansmatchende transformator med ekstra (ofte, men ikke nødvendigvis, transistoriserte) kretser for å eliminere parasitter og musikalsk ikke -relaterte magnetiske forvrengninger. I tillegg til det, bruker mange solid state-forsterkere, designet spesielt for å forsterke elektriske instrumenter som gitarer eller bassgitarer, gjeldende tilbakemeldingskretser. Denne kretsen øker forsterkerens utgangsimpedans, noe som resulterer i respons som ligner på rørforsterkere.

Utformingen av høyttalerkryssingsnettverk og andre elektromekaniske egenskaper kan resultere i at en høyttaler med en veldig ujevn impedanskurve, for en nominell 8 Ω høyttaler, er så lav som 6 Ω noen steder og så høy som 30–50 Ω andre steder i kurven. En forsterker med liten eller ingen negativ tilbakemelding vil alltid fungere dårlig når den står overfor en høyttaler der det ble viet liten oppmerksomhet til impedanskurven.

Design sammenligning

Det har vært betydelig debatt om egenskapene til rør versus bipolare kryssstransistorer . Trioder og MOSFETer har visse likheter i sine overføringsegenskaper. Senere former av røret, tetroden og pentoden , har ganske forskjellige egenskaper som på noen måter ligner den bipolare transistoren. Likevel gjengir MOSFET -forsterkerkretser vanligvis ikke rørlyd mer enn typiske bipolare design. Årsaken er kretsforskjeller mellom en typisk rørdesign og en typisk MOSFET -design. Men det er unntak, for eksempel design som Zen -serien av Nelson Pass .

Inngangsimpedans

Et karakteristisk trekk ved de fleste rørforsterker utførelser er den høye inngangs impedans (typisk 100  kohm eller flere) i moderne design og så mye som 1 MQ i klassisk design. Inngangsimpedansen til forsterkeren er en belastning for kildeenheten. Selv for noen moderne musikkreproduksjonsenheter er den anbefalte lastimpedansen over 50 kΩ. Dette innebærer at inngangen til en gjennomsnittlig rørforsterker er en problemfri belastning for musikksignalkilder. Derimot har noen transistorforsterkere for hjemmebruk lavere inngangsimpedanser, så lave som 15 kΩ. Siden det er mulig å bruke enheter med høy utgangsimpedans på grunn av den høye inngangsimpedansen, kan det være nødvendig å ta hensyn til andre faktorer, for eksempel kabelkapasitans og mikrofonikk.

Utgangsimpedans

Høyttalere laster vanligvis inn lydforsterkere. I lydhistorien har nesten alle høyttalere vært elektrodynamiske høyttalere. Det finnes også et mindretall av elektrostatiske høyttalere og noen andre mer eksotiske høyttalere. Elektrodynamiske høyttalere omdanner elektrisk strøm til kraft og tvinger til akselerasjon av membranen som forårsaker lydtrykk. På grunn av prinsippet om en elektrodynamisk høyttaler, burde de fleste høyttalerdrivere drives av et elektrisk strømsignal. Det nåværende signalet driver den elektrodynamiske høyttaleren mer nøyaktig, noe som forårsaker mindre forvrengning enn et spenningssignal.

I en ideell strøm- eller transkonduktansforsterker nærmer utgangsimpedansen seg uendelig. Nesten alle kommersielle lydforsterkere er spenningsforsterkere. Utgangsimpedansene deres er bevisst utviklet for å nærme seg null. På grunn av vakuumrørene og lydtransformatorene er utgangsimpedansen til en gjennomsnittlig rørforsterker vanligvis betydelig høyere enn de moderne lydforsterkere som produseres helt uten vakuumrør eller lydtransformatorer. De fleste rørforsterkere med sin høyere utgangsimpedans er mindre ideelle spenningsforsterkere enn solid state spenningsforsterkere med sin mindre utgangsimpedans.

Myk klipping

Mykt klipp er et veldig viktig aspekt ved rørlyd, spesielt for gitarforsterkere . En hi-fi- forsterker skal normalt aldri kjøres til klipp. De harmoniske addert til signalet er av lavere energi med myk klipping enn hardt klipping. Imidlertid er myk klipping ikke eksklusivt for rør. Det kan simuleres i transistorkretser (under punktet at det ville oppstå virkelig hard klipping). (Se delen "Forsettlig forvrengning" .)

Store mengder global negativ tilbakemelding er ikke tilgjengelig i rørkretser, på grunn av faseskift i utgangstransformatoren, og mangel på tilstrekkelig forsterkning uten et stort antall rør. Med lavere tilbakemelding er forvrengning høyere og hovedsakelig av lav orden. Utbruddet av klipping er også gradvis. Store mengder tilbakemelding, tillatt av transformatorløse kretser med mange aktive enheter, fører til numerisk lavere forvrengning, men med mer høye harmoniske og vanskeligere overgang til klipp. Når inngangen øker, bruker tilbakemeldingen den ekstra forsterkningen for å sikre at utgangen følger den nøyaktig til forsterkeren ikke har mer forsterkning å gi og utgangen mettes.

Faseskift er imidlertid stort sett bare et problem med globale tilbakemeldingsløkker. Designarkitekturer med lokal tilbakemelding kan brukes for å kompensere for mangelen på global negativ tilbakemelding. Design "selektivisme" er igjen en trend å observere: designere av lydproduserende enheter kan finne mangel på tilbakemelding og resulterende høyere forvrengning fordelaktig, designere av lydgjengivende enheter med lav forvrengning har ofte brukt lokale tilbakemeldingsløkker.

Myk klipping er heller ikke et produkt av mangel på tilbakemelding alene: Rør har forskjellige karakteristiske kurver. Faktorer som skjevhet påvirker lastelinjen og klippegenskapene. Faste og katode-forspente forsterkere oppfører seg og klipper annerledes under overdrive. Type faseomformerkretser kan også påvirke mykheten (eller mangelen på den) i klipping: krets med lang hale, for eksempel, har en mykere overgang til klipping enn en katodyne. Koblingen av faseomformeren og kraftrørene er også viktig, siden visse typer koblingsarrangementer (f.eks. Transformatorkobling) kan drive kraftrør til klasse AB2, mens noen andre typer ikke kan.

I innspillingsindustrien og spesielt med mikrofonforsterkere har det blitt vist at forsterkere ofte er overbelastet av signaltransienter. Russell O. Hamm, ingeniør som jobber for Walter Sear ved Sear Sound Studios, skrev i 1973 at det er en stor forskjell mellom de harmoniske forvrengningskomponentene i et signal med mer enn 10% forvrengning som hadde blitt forsterket med tre metoder: rør, transistorer eller operative forsterkere.

Mestringsingeniør R. Steven Mintz skrev en tilbakevisning til Hamms papir og sa at kretsdesignet var av største betydning, mer enn rør mot solid state -komponenter.

Hamms papir ble også motvirket av Dwight O. Monteith Jr og Richard R. Flowers i artikkelen "Transistors Sound Better Than Tubes", som presenterte transistormikrofonforforsterkerdesign som faktisk reagerte på forbigående overbelastning på samme måte som det begrensede utvalget av rørforforsterkere testet av Hamm . Monteith og Flowers sa: "Avslutningsvis støtter forspenningen for høyspenningstransistoren som presenteres her, synspunktet til Mintz: 'I feltanalysen avhenger egenskapene til et typisk system som bruker transistorer av utformingen, slik tilfellet er i rørkretser. A bestemt 'lyd' kan oppstå eller unngås på designerens glede, uansett hvilke aktive enheter han bruker. '"

Med andre ord er myk klipping ikke eksklusivt for vakuumrør eller til og med en iboende egenskap av dem. I praksis dikteres klippeegenskapene i stor grad av hele kretsen, og de kan derfor variere fra veldig myke til veldig harde, avhengig av kretser. Det samme gjelder både vakuumrør og solid -state -baserte kretser. For eksempel brukes solid-state kretser som operasjonelle transkonduktansforsterkere som drives åpen sløyfe, eller MOSFET-kaskader av CMOS-omformere, ofte i kommersielle applikasjoner for å generere mykere klipping enn det som tilbys av generiske triodeforsterkningstrinn. Faktisk kan de generiske triodeforsterkningsstadiene observeres å klippe ganske "hardt" hvis utgangen blir gransket med et oscilloskop.

Båndbredde

Tidlige rørforsterkere hadde ofte begrenset responsbåndbredde , delvis på grunn av egenskapene til de billige passive komponentene som da var tilgjengelige. I effektforsterkere kommer de fleste begrensningene fra utgangstransformatoren; lave frekvenser er begrenset av primær induktans og høye frekvenser av lekkasje induktans og kapasitans. En annen begrensning er kombinasjonen av høy utgangsimpedans, avkoblingskondensator og nettmotstand, som fungerer som et høypassfilter . Hvis sammenkoblinger er laget av lange kabler (for eksempel gitar til forsterkerinngang), vil en høy kildeimpedans med høy kabelkapasitans fungere som et lavpassfilter .

Moderne premiumkomponenter gjør det enkelt å produsere forsterkere som i hovedsak er flate over lydbåndet, med mindre enn 3 dB demping ved 6 Hz og 70 kHz, langt utenfor det hørbare området.

Negativ tilbakemelding

Typiske (ikke-OTL) røreffektforsterkere kunne ikke bruke så mye negativ tilbakemelding (NFB) som transistorforsterkere på grunn av de store faseforskyvningene forårsaket av utgangstransformatorene og gevinstene i lavere trinn. Selv om fraværet av NFB øker harmonisk forvrengning sterkt, unngår det ustabilitet, samt begrensninger i hastighet og båndbredde pålagt av dominerende polkompensasjon i transistorforsterkere. Effekten av å bruke lav tilbakemelding gjelder imidlertid hovedsakelig bare for kretser der betydelige faseskift er et problem (f.eks. Effektforsterkere). I forforsterkerstadier kan det lett brukes store mengder negativ tilbakemelding. Slike design finnes ofte fra mange rørbaserte applikasjoner som tar sikte på høyere troskap.

På den annen side kontrolleres den dominerende polkompensasjonen i transistorforsterkere nøyaktig: nøyaktig så mye av den kan brukes som nødvendig for å finne et godt kompromiss for den gitte applikasjonen.

Effekten av dominerende polkompensasjon er at forsterkningen reduseres ved høyere frekvenser. Det er stadig mindre NFB ved høye frekvenser på grunn av den reduserte sløyfeforsterkningen.

I lydforsterkere er båndbreddebegrensningene som er innført ved kompensasjon, fortsatt langt utenfor lydfrekvensområdet, og begrensningene for drevehastighet kan konfigureres slik at 20 kHz signal med full amplitude kan reproduseres uten at signalet støter på forvrengning, noe som ikke engang er nødvendig for gjengivelse av faktisk lydmateriale.

Strømforsyninger

Tidlige rørforsterkere hadde strømforsyninger basert på likeretterrør. Disse forsyningene var uregulerte, en praksis som fortsetter den dag i dag i transistorforsterkerdesign. Den typiske anodeforsyningen var en likeretter , kanskje halvbølge, en choke ( induktor ) og en filterkondensator . Når rørforsterkeren ble drevet med høyt volum, på grunn av den høye impedansen til likeretterrørene, ville strømforsyningsspenningen synke når forsterkeren trakk mer strøm (forutsatt klasse AB), noe som reduserte effekt og forårsaket signalmodulasjon. Dypeffekten er kjent som "sag". Sag kan være ønskelig effekt for noen elektriske gitarister sammenlignet med hardt klipp. Etter hvert som forsterkerens belastning eller utgang øker, vil dette spenningsfallet øke forvrengningen av utgangssignalet. Noen ganger er denne sageffekten ønskelig for gitarforsterkning.

Blackheart 5 W single-ended klasse-A gitarforsterker chassis med en GZ34 ventil likeretter i tillegg installert

Noen instrument rørforsterker utførelser bruke et vakuumrør likeretter i stedet for silisiumdioder, og enkelte utførelser har valget mellom begge likerettere via en bryter. En slik forsterker ble introdusert i 1989 av Mesa/Boogie, kalt "Dual Rectifier", og likeretterbryteren er gjenstand for et patent.

Med ekstra motstand i serie med høyspenningsforsyningen, kan silisiumlikrettere etterligne spenningssakkingen til en rørlikter. Motstanden kan slås inn når det er nødvendig.

Elektriske gitarforsterkere bruker ofte en klasse-AB 1 forsterker. I et klasse-A-trinn er gjennomsnittsstrømmen trukket fra tilførselen konstant med signalnivå, og det forårsaker følgelig ikke tilførselsledningens sag før klippepunktet er nådd. Andre hørbare effekter på grunn av bruk av en rørlikiker med denne forsterkerklassen er usannsynlig.

I motsetning til solid-state-ekvivalenter, krever rørlikriktere tid til å varme opp før de kan levere B+/HT-spenninger. Denne forsinkelsen kan beskytte vakuumrør som leveres av likeretteren mot katodeskader på grunn av påføring av B+/HT-spenninger før rørene har nådd riktig driftstemperatur av rørets innebygde varmeapparat.

Klasse A.

Fordelen med alle klasse A-forsterkere er fraværet av crossover-forvrengning . Denne crossover-forvrengningen ble funnet spesielt irriterende etter at de første transistorforsterkere av silisium-transistor klasse B og klasse-AB kom på forbrukermarkedet. Tidligere germaniumbaserte design med den mye lavere oppstartsspenningen til denne teknologien og de ikke-lineære responskurvene til enhetene hadde ikke vist store mengder cross-over forvrengning. Selv om crossover -forvrengning er veldig slitsomt for øret og merkbar i lyttetester, er det også nesten usynlig (til det er sett etter) i de tradisjonelle Total harmonic distortion (THD) -målingene av den epoken. Det skal påpekes at denne referansen er noe ironisk gitt publiseringsdatoen 1952. Som sådan refererer den helt sikkert til "øretretthet" -forvrengning som vanligvis finnes i eksisterende rørtypedesigner; verdens første prototype transistoriserte hi-fi-forsterker dukket ikke opp før i 1955.

Push -pull -forsterkere

En klasse-A push-pull- forsterker produserer lav forvrengning for et gitt nivå av påført tilbakemelding , og avbryter også strømmen i transformatorkjernene , så denne topologien blir ofte sett på av HIFI-lydentusiaster og gjør-det-selv-byggherrer som den ultimate teknisk tilnærming til tube Hi-fi- forsterker for bruk med vanlige høyttalere . Utgangseffekt på så høyt som 15 watt kan oppnås selv med klassiske rør som 2A3 eller 18 watt fra typen 45. Klassiske pentoder som EL34 og KT88 kan levere så mye som henholdsvis 60 og 100 watt. Spesielle typer som V1505 kan brukes i design med en effekt på opptil 1100 watt. Se "En tilnærming til lydfrekvensforsterkerdesign", en samling referansedesign som opprinnelig ble utgitt av GEC

Single-ended triode (SET) forsterkere

SET -forsterkere viser dårlige målinger for forvrengning med resistiv belastning, har lav utgangseffekt, er ineffektive, har dårlige dempningsfaktorer og høy målt harmonisk forvrengning. Men de presterer noe bedre i dynamisk og impulsrespons.

Trioen, til tross for at den er den eldste signalforsterkningsinnretningen, kan også (avhengig av enheten) ha en mer lineær overføringskarakteristikk uten tilbakemelding enn mer avanserte enheter som stråletetroder og pentoder.

Alle forsterkere, uavhengig av klasse, komponenter eller topologi, har et visst mål på forvrengning. Denne hovedsakelig harmoniske forvrengningen er et unikt mønster av enkle og monotont forfallne serier av harmoniske, dominert av beskjedne nivåer av andre harmoniske. Resultatet er som å legge den samme tonen en oktav høyere når det gjelder andreordens harmoniske, og en oktav pluss en femtedel høyere for tredjeordens harmoniske. Den ekstra harmoniske tonen er lavere i amplitude, omtrent 1–5% eller mindre i en forsterker uten tilbakemelding ved full effekt og raskt synkende ved lavere utgangsnivåer. Hypotetisk kan en endeforsterkeres andre harmoniske forvrengning redusere lignende harmonisk forvrengning i en enkelt driverhøyttaler, hvis deres harmoniske forvrengninger var like og forsterkeren var koblet til høyttaleren slik at forvrengningene skulle nøytralisere hverandre.

SETT produserer vanligvis bare 2  watt (W) for en 2A3 rørforsterker til 8 W for en 300B opp til det praktiske maksimumet på 40 W for en 805 rørforsterker. Det resulterende lydtrykknivået avhenger av følsomheten til høyttaleren og størrelsen og akustikken i rommet samt forsterkerens effekt. Deres lave effekt gjør dem også ideelle for bruk som forforsterkere . SET -forsterkere har et strømforbruk på minst 8 ganger oppgitt stereoeffekt. For eksempel bruker et 10 W stereo SET minst 80 W, og vanligvis 100 W.

Single-ended pentode og tetrode forsterkere

Det spesielle trekk blant tetrodes og pentoder er muligheten for å oppnå ultra lineær eller fordelt belastning drift med et tilsvarende utgangstransformator. I praksis, i tillegg til å laste plateterminalen, fordeler lastet (hvorav den ultra lineære kretsen er en spesifikk form) også lasten til katode- og skjermterminaler i røret. En ultralinær tilkobling og distribuert belastning er begge i hovedsak negative tilbakemeldingsmetoder, som muliggjør mindre harmonisk forvrengning sammen med andre egenskaper knyttet til negativ tilbakemelding. Ultralinær topologi har stort sett blitt assosiert med forsterkerkretser basert på forskning av D. Hafler og H. Keroes fra Dynaco-berømmelse. Distribuert lasting (generelt og i forskjellige former) har vært ansatt av slike som McIntosh og Audio Research.

Klasse AB

Flertallet av moderne kommersielle Hi-fi- forsterkerdesign har inntil nylig brukt klasse-AB- topologi (med mer eller mindre ren klasse A-evne på lavt nivå avhengig av den stående forspenningsstrømmen som brukes), for å levere større effekt og effektivitet , vanligvis 12–25 watt og høyere. Moderne design inneholder normalt minst noen negative tilbakemeldinger . Imidlertid brukes klasse D-topologi (som er langt mer effektiv enn klasse B) oftere og oftere der tradisjonell design ville bruke klasse AB på grunn av fordelene med både vekt og effektivitet.

Class-AB push-pull topologi brukes nesten universelt i rørforsterkere for elektriske gitarapplikasjoner som produserer effekt på mer enn omtrent 10 watt.

Forsettlig forvrengning

Rørlyd fra transistorforsterkere

Noen individuelle egenskaper ved rørlyden, for eksempel bølgeforming på overdrive, er enkle å produsere i en transistorkrets eller et digitalt filter . For mer komplette simuleringer har ingeniører lykkes med å utvikle transistorforsterkere som gir en lydkvalitet som er veldig lik rørlyden. Vanligvis innebærer dette å bruke en kretstopologi som ligner den som brukes i rørforsterkere.

Mer nylig har forskeren introdusert metoden asymmetrisk syklus harmonisk injeksjon (ACHI) for å etterligne rørlyd med transistorer.

Ved hjelp av moderne passive komponenter , og moderne kilder, enten digitale eller analoge, og bred bånd høyttalere , er det mulig å ha rørforsterkere med den karakteristiske store båndbredden til moderne transistorforsterkere, inkludert bruken av push-pull-kretser, klasse AB og tilbakemeldinger. Noen entusiaster, som Nelson Pass , har bygget forsterkere ved hjelp av transistorer og MOSFET -er som opererer i klasse A, inkludert single end, og disse har ofte "rørlyd".

Hybridforsterkere

Rør brukes ofte for å gi egenskaper som mange synes er hørbart behagelige for solid state-forsterkere, for eksempel Musical Fidelitys bruk av Nuvistors , små trioderør , for å kontrollere store bi-polare transistorer i NuVista 300 effektforsterkeren. I Amerika bruker Moscode og Studio Electric denne metoden, men bruker MOSFET-transistorer for strøm, snarere enn to-polare. Pathos, et italiensk selskap, har utviklet en hel serie med hybridforsterkere.

For å demonstrere ett aspekt av denne effekten kan man bruke en lyspære i tilbakemeldingssløyfen til en krets med uendelig gain multiple feedback (IGMF). Den langsomme responsen på lyspærens motstand (som varierer etter temperatur) kan dermed brukes til å moderere lyden og oppnå en rørlignende "myk begrensning" av utgangen, selv om andre aspekter av "rørlyden" ikke ville bli duplisert i denne øvelsen.

Direkte oppvarmede trioder

Se også

Merknader

Referanser