Lampy i wzmacniacze lampowe - poradnik lampowy dla miłośników dobrego brzmienia

Poradnik użytkownika wzmacniaczy lampowych - wersja v1.

Wychodząc naprzeciw oczekiwaniom coraz większej rzeszy miłośników dobrego brzmienia, postanowiliśmy odrobinę przybliżyć kategorię produktów lampowych, które w ostatnim czasie zyskały bardzo na popularności. Zyskały ją, ze względu na niezwykłe walory brzmieniowe i różnorodność tego brzmienia w zależności od zastosowanych lamp i budowy wzmacniacza. Jest też jeszcze jeden aspekt, mianowicie wygląd wzmacniaczy lampowych, aura i atmosfera jaką generują żarzące się lampy. To bardzo często prawdziwe dzieła sztuki, więc nie dziwi, że styl wzmacniaczy lampowych i samych lamp, dla wielu miłośników dobrego brzmienia jest równie ważny, co ich brzmienie.

Lampy, lampy elektronowe, lampy próżniowe, próżniowe generatory pięknego brzmienia… Czyli o co w tym chodzi i po co nam to wszystko.

Lampy elektronowe to ojcowie chrzestni tranzystorów i można powiedzieć, że działają na podobnej zasadzie, ale…

Lampy pracują z dużo wyższymi napięciami, a z małymi prądami, mówimy, że są to wzmacniacze napięciowe. Napięcie stałe anodowe Ua może wynieść od kilkudziesięciu do nawet 1200V DC. Są to więc napięcia z puli niebezpiecznych, ale lampa i wzmacniacz są tak zaprojektowane, że nie ma możliwości fizycznego kontaktu z takim napięciem, więc nic nam nie grozi. 

Lampy, ponieważ mają zbliżony kształt do żarówek, a elektronowe, ponieważ to strumień elektronów generowanych przez katodę jest sterowany siatką i trafia do anody lampy.

Nowoczesne wzmacniacze lampowe mogą korzystać nie tylko z nowo produkowanych lamp, ale również ze starych/nowych(nieużywanych) lamp nazywanych NOS(new old stock), które są w świetnej kondycji. Kondycja taka nazywa się emisją lampy i możemy ją zmierzyć za pomocą specjalnego miernika do lamp. Jest to w skrócie wartość prądu anodowego w funkcji napięcia anodowego. Wartość tego prądu anodowego Ia wyznacza nam jaki jest procent emisji w odniesieniu do lampy fabrycznie nowej.
Lamp używa się przede wszystkim dla ich brzmienia, nie zaś dla mocy czy oszczędności prądu, zwłaszcza jeśli pracują w klasie A. Klasę tę cechuje niska sprawność, rzędu 20%, ale za to otrzymujemy najbardziej liniową charakterystykę przenoszenia i wzmocnienia lampy. Czar świecących baniek i ich brzmienie rekompensuje nam wszystkie „niedogodności” z tym związane.

Rozgrzewanie i wygrzewanie wzmacniacza.

Każde urządzenie elektroniczne „lubi” pracować w określonym zakresie temperatur. Tak samo jest ze wzmacniaczami lampowymi. Muszą się rozgrzać. Zwykle trwa to od pół do godziny w zależności od konstrukcji wzmacniacza i rodzaju lamp. Wygrzewanie zaś to nic innego jak okres przejściowy pomiędzy wzmacniaczem nowym a gotowym, czyli takim, którego parametry są już ustalone. Wygrzewanie jest więc takim nieustalonym stanem przejściowym, gdzie lampy mogą brzmieć różnie w okresie kilku dni, wypalają się resztki gazów, metali, które mogły pozostać po produkcji. Po czasie, który zwykle trwa od 100 do 200 godzin, procesy te stabilizują się a sama lampa stabilizuje się na odpowiednich parametrach i zwykle już ich nie zmienia, oczywiście poza emisją, która spada wraz ze zużyciem lamp.

Żywotność lamp.

Za lampę jeszcze sprawną przyjmuje się taką lampę, której emisja jest powyżej 50% emisji nowej lampy fabrycznej i nie przekracza 150% tej wartości. W zależności od typu lampy i jej mocy, żywotność kształtuje się różnie. Dla lamp małych, typu trioda, podwójna trioda wykorzystywanych w przedwzmacniaczach ta żywotność może dochodzić do 10tys godzin. Taka podwyższona żywotność jest potocznie zarezerwowana dla lamp „militarnych” z byłego ZSRR lub lamp o podwyższonej żywotności oznaczanych jako serie specjalne. Lampy mocy pracujące zwykle z dużymi napięciami i mocami tę żywotność mają krótszą, ale są to też okresy do kilku tysięcy godzin. Jest jedna zasada, która mówi, że im większa lampa tym krócej żyje. I tak ogólnie możemy przyjąć.

Jak dzielimy wzmacniacze lampowe?

Można powiedzieć, że najbardziej popularnymi wzmacniaczami są te pracujące w trybie Push-Pull i Single-Ended. Są jeszcze pracujące w trybie PSE – równoległy Single-Ended, gdzie lampy mocy są połączone równolegle. To lampy mocy definiują tryb pracy danego wzmacniacza.
Co to jest ten Push-Pull? Jest to układ, w którym jedna lampa potocznie „pcha” a druga „ciągnie”, czyli jedna lampa wzmacnia dodatnią połówkę sinusoidy a druga lampa wzmacnia ujemną połówkę. Sygnał potem jest sumowany na transformatorze głośnikowym, gdzie osiąga ostateczny swój kształt. Wzmacniacze PP cechuje osiągana dużo większa moc niż wzmacniacze klasy SE czy PSE, ale też mają największe zniekształcenia. Żeby je zminimalizować stosuje się układ linearyzacji zwany Ultra Linear – UL. Jest to kompromis pomiędzy dużą mocą i małymi zniekształceniami.
Innym rozwiązaniem jest układ SE – Single Ended – kiedy lampa wzmacnia obie połówki sygnału. Nie występuje problem zniekształceń przejścia przez „zero” i składania sygnału na transformatorze. Minusem jest stosunkowo mała moc takich wzmacniaczy. Wymagają one kolumn o wyższej skuteczności, z reguły ponad 90dB. Odmianą wzmacniaczy SE są wzmacniacze PSE, moce osiągane są wyższe, ale i tak większości daleko do wzmacniaczy PP.

Co to jest bias i po co on jest?

Bias – inaczej prąd polaryzujący lub podkładu. Ma on za zadanie spolaryzowanie, czyli ustawienie lampy w odpowiednim punkcie pracy. Może być automatyczny lub manualny ustawiany ręcznie. Bias automatyczny jest bezobsługowy, gdzie to rezystor katodowy wymusza odpowiedni prąd przepływający przez lampę, brzmienie jest cieplejsze, bardziej zaokrąglone i gładsze. Przy biasie manualnym robimy to ręcznie potencjometrem. Bonus jaki mamy z takiego rozwiązania to minimalnie większa moc, brzmienie staje się żywsze, bardziej zwarte i neutralne. Nie należy bać się biasu manualnego, regulację taką wykonujemy raz na kilka, kilkanaście tygodni i sprowadza się to raczej do sprawdzenia poprawności niż regulacji.

Zamienniki lamp i ich odpowiedniki.

Zamiennikami lamp są ich identyczne odpowiedniki występujące jedynie pod inną nazwą, jak poniżej:

Odpowiednikami lamp mogą być inne o zbliżonych parametrach, ale nie identycznych i zgodnych pinach, inaczej nie możemy mówić o odpowiedniku. Nie rekomendujemy używania odpowiedników a jedynie zamienników identycznych z notą katalogową podmienianej lampy. Powyższa tabela przedstawia odpowiedniki znanych i powszechnych typów lamp.

Dobór kolumn głośnikowych, czyli kolumny do lampy.

W przypadku układów Push-Pull nie jesteśmy praktycznie ograniczeni kolumnami, ich efektywnością i wielkością. Należy się baczniej przyjrzeć kolumnom w przypadku układów SE, gdzie niska moc wymusza niejako kolumny o wyższej skuteczności, chociaż wzmacniacz SET o mocy 2,5W świetnie zagra z kolumnami o skuteczności 86dB w kilkunastu m2. Często kolumny o małej skuteczności, ale wysokiej impedancji o równym przebiegu, bardzo dobrze zgrywają się ze słabymi wzmacniaczami. Niestety takich parametrów, rzetelnie podanych trudno szukać w specyfikacji większości producentów, lepiej zdać się na specjalistów z zaprzyjaźnionego salonu. Sama kubatura pomieszczenia odsłuchowego ma również spore znaczenie przy doborze kolumn do słabego wzmacniacza. Najlepiej umówić się na odsłuch kilku wybranych konfiguracji i zdać się na wiedzę i doświadczenie fachowców w tej dziedzinie. W naszej firmie możecie Państwo liczyć na pełne wsparcie w powyższych kwestiach i zadowolenie z odsłuchów zbudowanego z nami systemu lampowego.

Zapraszamy. 

Premium Sound - Systemy Audio-Video

inż. Rafał Jaszewski, email: rafal(at)premiumsound.pl