F. A. Q.*

По аналогии с FAQ в Internet’e, публикуемые такими монстрами, как E. Barbour, J. Hiraga, Andre Jute и другими, мы видим необходимость публиковать свои FAQ. Цель их — развенчать несостоятельные легенды, внести ясность (насколько это вообще возможно) по конкретному вопросу, а также не допустить зарождения новых мифов. При этом мы вовсе не претендуем на полное раскрытие темы и, тем более, на роль Третейского суда. — Ред.

Q. Аморфное железо (А-железо) известно своими превосходными магнитными свойствами. Во всяком случае, звучание магнитных головок признается выше по качеству, чем у сендаста и стеклоферрита. Производит ли кто-либо в мире выходные трансформаторы из А-железа?
    А. Насколько известно — нет. На небольших торах возможно сделать трансформаторы для сигнальных цепей, исключив при этом подмагничивание. Для выходных каскадов придется угробить массу дорогостоящего железа: навить блины-торы, затем поставить их друг на друга плашмя и попытаться сделать разрез (для случая SE). Что из этого выйдет, можно только представить при хорошей фантазии. Кроме чемпионских магнитных свойств (высокая начальная проницаемость, большая индукция насыщения B_r и высокое значение H до насыщения), А-железо обладает большой твердостью, упругостью и вместе с тем хрупкое, как стекло. Все легенды о том, что некоторые люди в России делают выходники из листового А-железа, наштампованного в виде буквы О с разрезом (а хоть и без разреза), затем собранного в тор — абсолютная ересь. Листового А-железа, к сожалению, не существует; технологии позволяют получить только узкую (не шире 25 мм) ленту толщиной 0,03-0,05 мм. Типы А-железа, пригодные для звука, выпускаемые в России: 45НПР-А, АМС10-20, АМС10-31. Сигнальные трансформаторы с сердечником из А-железа производит шведская фирма Lars Lundahl AB. Она, кстати, начала приобретать популярность и как производитель выходных трансформаторов. Ее координаты: http://www.lundahl.se.

Q. Насколько оправдано применение тороидальных трансформаторов в питании и в качестве выходных?
    А. В самом деле, в тороидальном сердечнике, навитом из ленты, отсутствует зазор, что позволяет довести магнитное сопротивление до минимальных значений в сравнении с броневым или стержневым типом, при одинаковой длине магнитной силовой линии. Кроме того, при равномерной укладке провода, потери на рассеяние магнитного потока также меньше. Однако, кроме трудоемкой технологии намотки, у тороидальной конструкции есть несколько конструктивных и качественных недостатков. 1-й — площадь окна никогда не может быть заполнена медью до конца. Даже если меди уложено столько же, сколько ее в окне обычного броневого трансформатора на Ш-железе, то отверстие для прохода челнока все равно остается (чем толще провод, тем оно больше), а это увеличивает габарит. С ростом диаметра бублика растет объем железа, а с ним и потери в этом железе (магнитные потери и увеличивается Ixx). И где же здесь «столь очевидное преимущество» по габаритам и массе? 2-й — сечение железа (его геометрия) тоже не может быть оптимизировано без затрат. Оптимальным, с точки зрения длины витка провода, признается сердечник с квадратным сечением. Попробуйте теперь нарисовать тор квадратного сечения (площадью = 16 см²) и с площадью окна (дырка от бублика) хотя бы в 30–35 см², чтоб был минимальный запас для челнока и для меди бы осталась половина места. Вот тогда посмотрим, что скажете, глянув на габариты. 3-й — качественный недостаток. В нашей сети питания нередки случаи перекоса фаз, что неизбежно приводит к появлению постоянной составляющей напряжения. Она, в свою очередь (эта постоянная) порождает постоянную составляющую тока, что по сути есть подмагничивание. Тороидальный трансформатор (как правило, без зазора в сердечнике) оказывается беззащитным в такой ситуации и ведет себя, как «кусок крепкого дерева» — вся «грязь» от насыщения летит в звуковой сигнал, так как практически не подвержена «чистке». Сказанное, однако, не следует принимать, как абсолютные противопоказания к применению тороидальных трансформаторов. В настоящее время известна единственная фирма, специализирующаяся на производстве выходных трансов — Plitron. Координаты ее были указаны в одном из номеров «Вестника».

Q. Почему нужно всегда шунтировать катодный резистор смещения? Ведь обратная связь по току способна несколько линеаризовать сигнал, проходящий через лампу? А шунтирующий конденсатор только портит сигнал; нельзя же нацеливаться только на Black Gate или Cerafine, по слухам, ведущих себя нейтрально.
    А. Все так и... не так одновременно. Если мы удалим конденсатор, то появившаяся ОС будет стремиться удерживать ток, заданный через лампу. Это приведет к увеличению ее внутреннего сопротивления и одновременному уменьшению крутизны; усиление при этом останется неизменным. Вот, для примера, измерения M. Kamna L. и Olson’a: «... при 800-омном резисторе в катоде, внутреннее сопротивление 6SN7 (6Н8С) с 7,7 кОм выросло до 23,7 кОм (более, чем в три раза!), крутизна упала во столько же раз. Это оказалось равносильно падению эмиссии у лампы». То есть, вновь появившаяся нелинейность гораздо сильнее ухудшает сигнал, чем его может выправить ОС. Внутреннее сопротивление лампы возрастает настолько, что нагрузка, ориентированная на Ri = 7,7 кОм (скажем, при a = 3), теперь явно недостаточна и линия нагрузки разворачивается по часовой стрелке. Попробуйте сами провести линию нагрузки при Ri = Ra и увидите, насколько возросла нелинейность усиления.

Q. Многие продвинутые любители утверждают, что межкаскадные трансформаторы способны изменять звучание усилителя, сделать его лучше. Что такого волшебного делают трансформаторы?
    А. Трансформаторы — не щепоть соли или сахара, способные изменить вкус блюда. Они предназначены прежде всего для ОПТИМАЛЬНОГО согласования источника сигнала с нагрузкой. В практике ВЧ-радиосигналов эти вещи воспринимаются без всякого налета мистики. В 20-е годы трансформаторы между каскадами были правилом. Позднее, из-за очевидной трудоемкости их изготовления и с появлением ламп с низким внутренним сопротивлением, от них стали отказываться. В настоящее время, благодаря в основном японским энтузиастам самодельщикам, в мире вновь стали применяться межкаскадники. В профессиональной звукотехнике, где трансформаторы оставались вплоть до 80-х (на выходе микрофонов, в магнитофонах и пультах), тоже старались потихоньку избавиться от них. Но, как показала практика, звукооператорам оказались милы как раз старые Neuman, AKG, Sennheiser с трансформаторной начинкой. Не зря же vintage микрофоны имеют обязательный трансформатор. Дело дошло до того, что от трансформаторов MC (для головки звукоснимателя), традиционно применяемых с момента появления МС головок Ortofon в 1949 году, также отказались.**
    Не углубляясь в суть работы любого звукового трансформатора, о его преимуществе над иными способами связи можно сказать одно — он практически без потерь энергии сигнала передает ее дальше, придавая этому сигналу параметры, нужные разработчику. То есть, сохраняя мощность, отобранную от предыдущего каскада неизменной, можно изменять напряжение на выходе, либо ток. Однако стоит помнить о том, что U и I связаны между собой законом Ома через сопротивление. Вот оно-то и участвует в расчете трансформатора. Если в схеме указано, к примеру, что трансформатор 5 кОм/600 Ом, это означает, что во-первых, амплитуда сигнала на вторичной обмотке будет уменьшена, в сравнении с действующей на первичке в 2,9 раза (5000: 600 = n², затем Цn² = n, где n — коэффициент трансформации). Во-вторых, нагрузка по аноду будет равна 5 кОм в том случае, если вторичная обмотка подключена к резистору 600 Ом. Нужно лишь запомнить, что пересчет сопротивлений (импедансов) ведется через n², а токов и напряжений — через n. Тоже самое (n²) касается приведенных индуктивностей или емкостей. Приведенный означает пересчитанный из одной цепи в другую, из первичной обмотки во вторичную или наоборот. Порой сообщаются дополнительные параметры:
    1) индуктивность одной из обмоток (в отсутствие тока подмагничивания) в районе 30–60 Гн. Она зависит от нормированного сопротивления, ближе к 30 Гн для 5 кОм, для 10 кОм ближе к 60 Гн. Измерение индуктивности проводится при 1–5 V RMS по входу на частоте 1 кГц.
    2) максимально подводимая амплитуда напряжения на одной из обмоток. Чем она больше, тем большее сечение должен иметь сердечник; в противном случае пики сигнала вызовут насыщение магнитопровода, что приведет к искажению формы сигнала. Обычно дается цифра в RMS вольтах, то есть действующее значение. Для синуса необходимо умножить ее на 2,8 с тем, чтобы получить амплитуду сигнала от пика до пика и сделать вывод, насколько пригодна эта максимальная амплитуда для раскачки, положим, выходной лампы. Хорошие трансформаторы (и к сожалению очень дорогие) способны переваривать 100-50 V RMS на нижней нормированной частоте.
    3) максимальный ток подмагничивания, если трансформатор предназначен для работы в SE включении. При превышении указанного значения резко падает индуктивность, в нижнем диапазоне растут искажения формы сигнала. Кроме того, раньше начнется спад по ВЧ, так как увеличивается индуктивность рассеивания.
    4) иногда указывают сопротивление обмоток по постоянному току.
    5) к сожалению, почти никогда, фазовые набеги на краях звукового диапазона. Эти цифры позволяют себе указать только изготовители трансформаторов для профессионального применения. Однако для бытовых целей фазовый набег в 20° на краях считается вполне умеренным.
    Так что, если вам станут предлагать межкаскадник с размерами 4ґ4ґ4 см, для раскачки ГМ-70 или RB300, уверяя при этом, что он выполнен на особом качественном железе с очень малой затратой меди, — откажитесь, пока не поздно, пусть ищут дураков дальше.
    Большой энтузиаст применения трансформаторов S. Sakuma ставит их везде, начиная от входа, между каскадами. Не следует забывать, что выбор по условиям согласования у него практически не ограничен, так как его спецзаказы хорошо оплачены и выполнены фирмами Tamura и Tango. Когда же агитаторы за баснословный звук с помощью IT*** будут соблазнять вас, поинтересуйтесь параметрами, а заодно и ценой. В среднем, хороший IT стоит вполовину от стоимости выходного (тоже хорошего).

Q. Возможно ли применить готовый трансформатор РР в однотактной схеме? Насколько ухудшит условия работы транса отсутствие зазора?
    А. Как в том анекдоте, где на вопрос — «может ли крокодил летать?», последовал ответ — «может, только низeнько-низeнько». Если вместо положенных 80–100 mA тока в обмотке, «задвинуть» лампу в 20–30 mA анодного тока, то трансформатор РР, расчитанный на максимальные токи двухтактного сигнала в 180–200 mA, еще не захлебнется и работать будет с достаточно низкими искажениями. Однако, насколько серьезно можно называть такую работу достаточной? Вообще-то не вредно в этом случае контролировать форму тока в цепи первичной обмотки. Когда на глаз она станет сильно отличаться от синусоиды, то дальше усердствовать не стоит, а стоит поступить, как подсказывает внутренний голос — разобрать транс и сделать из него нормальный однотактный. Хотя, есть и в этом правиле исключения. Лидер французского лампового High End’a фирма Jadis утверждает, что выходной трансформатор в их модели 300B SE не имеет зазора. При этом он работает с двумя 300В в параллель и мощность на выходе около 13 Вт. Под луной и не такие чудеса происходят.

Q. Зачем загонять лампу в предельный режим по мощности на аноде?
    А. Лобовым ответом могла бы стать следующая сентенция — чтобы снять с лампы бoльшую полезную мощность, нужно на аноде ее высадить еще бoльшую бесполезную. Но такая эпатирующая формулировка может показаться не достаточно очевидной и требует аргументов. На анодной характеристике триода проложена линия нагрузки с RA = 25 кОм (линия А). При токе покоя Io = 3,7 mA, напряжение на аноде 160 V. Это значит, что источник питания (обычно его обозначают Ub или В+) должен иметь 250 V. Теперь прикинем, какую максимальную амплитуду на аноде можно получить. Выходит, что при положительной полуволне на сетке, на аноде 95 V, при отрицательной полуволне 215 V. Итого от пика до пика 120 V. Отметьте, что к моменту отсечки (то есть прекращения) анодного тока, кривые анодных характеристик уменьшают угол наклона (падают) и к тому же идут не параллельно друг другу, а веерообразно расходятся. То есть на каждый вольт приращения на сетке, на аноде получаются все меньшие приращения. Это говорит о том, что при превышении определенной амплитуды раскачки, искажения формы сигнала на аноде начинают быстро возрастать. Для триода характерна зависимость, когда амплитуда анодного напряжения увеличивается в 10 раз, искажения возрастают пропорционально во столько же раз. Причем это справедливо для второй гармоники и до амплитуд, вдое меньших предельных. Для третьей — картина более сложная и неоднозначная. Для случая А мощность на аноде около 0,7 Вт, далека до максимально допустимой. Что будет, если мы повысим напряжение источника? Линия нагрузки (линия В) просто сдвинется вверх, параллельно первой. Допустим раскачка по сетке осталась прежней, но на аноде изменения оказались 66 V (при +полуволне) и 63 V (при – полуволне). Они стали практически одинаковы, значит лампа стала работать линейнее! Кроме всего, при той же раскачке слегка увеличилось амплитудное значение выходного сигнала, а линии, отсекаемые нагрузочной прямой, стали более параллельными (да простят математики, у которых нельзя быть немножко параллельным). Это означает, что внутреннее сопротивление лампы изменяется незначительно (на отрицательной и положительной полуволнах сигнала), а стало быть и проблем частотных, отдельных для каждой полуволны, не возникнет. Просто начнется монотонный завал частотной характеристики, начиная с некоторой граничной частоты.
    Если же мы сдвинем смещение (автоматическое или фиксированное, для данного случая не особо важно) до –3 V на сетке, то получим возможность еще более увеличить амплитуду выходного сигнала, однако ценой за это будет увеличение процента гармоник.
    С учетом того, что в динамическом режиме шунтирование анодной нагрузки сеточным резистором следующего каскада будет одинаковым для обоих случаев, в качестве примера был использован статический режим.

В виду отсутствия всякой возможности отвечать на вопросы по телефону, убедительно просим пользоваться обычной почтой, либо электронной. — Ред.