HomeTermék leírások>

Erősítők… és amit róluk tudni érdemes

Erősítők… és amit róluk tudni érdemes

Ugrás a sztereó erősítőkhöz

Erősítők… és amit róluk tudni érdemes

Az erősítők feladata a jelforrástól (LP, CD, tuner, magnó stb.) érkező hangfrekvenciás jelek feszültségszintjének, teljesítményének erősítése, úgy, hogy a jelalak közben a lehető legkisebb mértékben torzuljon. Ezt ún. aktív és passzív áramköri elemekből felépített kapcsolásokkal érjük el, az erősítő tápegységéből érkező egyenfeszültség modulálásával. Az aktív elemek lehetnek csövek (elektroncsövek), tranzisztorok, FET-ek, és ezek kombinációja, nézzük először ezek működését. (A hozzáértők megértését kérem a néhol pongyolának és kevésbé korrektnek tűnő megfogalmazásért, de ez a cikk nem szakembereknek, hanem átlag olvasóknak szól, a lényeg, hogy ők is megértsék)

Elektroncsövek

Sir Ambrose Fleming, az egyenirányító cső feltalálója adta a "valve" elnevezést találmányának, mely a hőmozgás által kilökött elektronok áramlásának szabályozásán alapul. Az eszköz egy üvegbúrában előállított légüres térben kettő, vagy több elektródát tartalmazhat, elnevezése, funkciója is ettől függ. A legegyszerűbb változat a fent említett két elektródás dióda, mely váltakozófeszültség egyenirányítására használható. Katódjából a fűtés hatására elektronok válnak ki, melyek az anód felé vándorolnak, ha az anódra a katódnál pozitívabb feszültség kerül

Trióda

Hogy az elektronok áramlását szabályozni tudjuk a katód és anód közé egy újabb elektród kerül, amit rácsnak hívnak, az így létrejött háromelektródos csövet nevezzük triódának. Viszonylag kis erősítés, ezzel együtt szép lineáris karakterisztika jellemzi, az audiofilek számára ez az "igazi" erősítő eszköz. Előerősítőkben, ill. végfokok meghajtójaként szinte egyeduralkodó, de egy réteg számára végerősítő csőként sem képzelhető el más (pl. 300B, 2A3) főleg Single Ended beállításban, azaz egy végcsővel, "A" osztályban. Az ilyen végfokok néhány (5-7) wattos teljesítménye csak néhány, speciális hangsugárzó meghajtásához optimális (pl. szélessávú hangszórókból épített tölcsérek), de érzékeny, hagyományos többutasokkal is megszólal, csak nem lehet vele falat bontani. Cserében meleg, érzelmes, telt basszusú és részletgazdag megszólalással kárpótol.

Tetróda, pentóda

Sokaknak nem elég a triódák nyújtotta néhány watt, ezért a 4 ill. 5 elektródával (2 ill. 3 rács) rendelkező tetróda (6L6, KT66) ill. pentóda (EL84, EL34, KT88, 6550) lehet a megoldás, már ha a csövekhez ragaszkodunk. A plusz rácsok a cső erősítésének növelése érdekében kerültek a búrába, jelenlétük azonban a cső karakterisztikájának linearitását kedvezőtlenül befolyásolja. Ezen okokból tetródát és a pentódát - egy-két különleges beállítástól eltekintve - push-pull (PP) fokozatokban alkalmazzák. A PP erősítők kevésbé finomak, viszont dinamikusabb, lendületesebb jelleggel bírnak, és egy csőpárral gond nélkül elérhető 20-100W kime-nőteljesítmény, így az érzéketlenebb dobozok meghajtása sem gond.

Az elektroncsövek magas tápfeszültsége (200-1000V) és magas terhelőimpedancia-igénye miatt a 4-8 ohmos hangsugárzók közvetlen meghajtására nem alkalmasak, ezért egy illesztő transzformátor használata szükséges, ezt hívják kimenő-trafónak. Szerepe rendkívül fontos, minősége az egész erősítőre nézve meghatározó, méretezésével ill. konstrukciójával kapcsolatban hosszú értekezések láttak napvilágot különböző gyártóktól. Legtöbben a hagyományos lemezelt vasmagra esküsznek, mások a hipersil C-magos trafót favorizálják, de akad olyan "elvetemült" is, aki toroid magra tekeri trafóit. Mindhárom változatból hallottam már tisztességes hangú erősítőt. A tekercs anyaga sem mindegy, pl. Hiroyasu Kondo híressé vált erősítőiben (Ongaku, Neiro) ezüstöt használt.

A csövesek egyébként is jellemzően kevesebb komponensből épülnek fel, mint félvezetős társaik, ha lehet, itt még fontosabb a passzív alkatrészek minősége (indukciómentes ellenállások, ezüst fegyverzetű kondenzátorok stb.)
Sajnos a csöveknél az élettartam is fontos kérdés, ami az anódfeszültség, a terhelés és a fűtőfeszültség függvényében változik, de néhányezer óránál semmiképpen sem számíthatunk többre, ezt a készülék költségeihez hozzá kell számolni, illetve használt eszköz beszerzésénél tanácsos figyelembe venni. Szerencsére az igényesebb zenekari-, stúdió- és audiofil erősítők generálta igény életbentartja a csőgyártást, így a cseredarabok beszerzése - egy-két kivételtől eltekintve - nem lehet gond.

Félvezetők

A félvezetők megjelenése forradalmasította az elektronikai készülékek világát, bár sokan úgy vannak vele, mint az analógot felváltó digitális hanghordozókkal. Tény, hogy a tranzisztorok, FET-ek előállítása jóval olcsóbb, a velük kivitelezett eszközök könnyebbek, kisebbek, jobb hatásfokúak és sokszor kategóriákkal jobb mérési eredményekkel büszkélkedhetnek, de egy igazi audiofil szemléletű ember számára ezek másodlagos dolgok. Lényeg a hang. Itt aztán megoszlanak a vélemények, csöves, tranzisztoros, FET-es és hibridpártiak is akadnak szép számmal, s ez így is van jól.
A félvezető anyagok (germánium, szilícium) alapállapotban kis vezetőképességgel rendelkeznek, ezt "szennyezéssel" befolyásolják, azaz a félvezető kristály olvadékába bórt, alumíniumot vagy foszfort adagolnak. Így előállítható kétféle félvezető, elektronhiányos, vagy elektrontöbblettel rendelkező, ezeket egymáshoz illesztve az elektronok csak egy irányba tudnak mozogni, az elektronokban gazdag "n" rétegből a "p" rétegbe, visszafelé nem. Így működik a félvezető dióda. Ha az elektronáramlást (áramerősség) változtatni, szabályozni szeretnénk, a két réteg közé egy vékonyabb, harmadik réteget illesztenek, az erre kapcsolt feszültséggel már befolyásolhatjuk az eszköz áramát. Ez a tranzisztor, mely az egy ráccsal rendelkező triódához hasonlít leginkább. A FET-ek (térvezérlésű tranzisztorok) szintén p-n rétegekből épülnek fel, kisebb zajjal, lineárisabb karakterisztikával rendelkeznek, elméletileg jobb tulajdonságokkal rendelkező áramkörök építését teszik lehetővé. Elméletileg, és mérési eredmények tekintetében ez igaz is, a többi már ízlés dolga.

Konstrukciók, munkapontok

A hang-, és mérési jellemzők szempontjából nagyon fontos az erősítő eszközök munkaponti beállítása. Több megoldás létezik, s mint azt már megszokhattuk, mindegyiknek vannak előnyei és hátrányai, itt sem létezik tökéletes megoldás.

Az egyik legegyszerűbb, egyúttal nagyon jó hangot produkáló beállítás az "A" osztályú munkapont. Ez annyit jelent, hogy egy lineáris karakterisztikával megáldott eszköz (csöveknél leginkább trióda ill. triódaként üzemeltetett pentóda) önmagában képes a teljes jelalak erősítésére, meleg, zenei hanggal, nagyon jó felbontással, de sajnos kis teljesítménnyel. Több eszköz párhuzamos üzemeltetésével növelhető a kimenőteljesítmény, de ennek egyrészt ára van, ami a helyileg illetékes áramszolgáltató által kiállított számlában jelentkezik. Az "A" osztályban üzemelő eszköz ugyanis a tápegységből a kivezérléstől (hangerőtől) függetlenül folyamatosan a maximális teljesítményt veszi fel. Ennek nagyobb hányada hővé alakul, erősítőnk elképesztő mértékben melegszik, minél kevésbé hajtjuk, annál inkább. Ha az energia-ráfordítás nem számít, a keletkező hő elvezetése fog határt szabni az elérhető teljesítménynek. Ha mégis több kell, jöhet a "B"osztály.

A hangfrekvenciás jel váltakozófeszültség, ami pozitív és negatív értékekből áll, a "B" osztályú erősítők teljesítményfokozatában egy pár (vagy párhuzamosan több) eszközt találunk, egyik a jel pozitív, másik a negatív felét erősíti. A munkapont az eszköz jelleggörbéjének alsó tartományába esik, ami alacsony nyugalmi áramot jelent, így a kivezérlés nélküli teljesítményfelvétel is kicsi, ezért nem kell túlzott melegedéssel számolni. A kivehető teljesítmény - többek között a kétszeres tápfeszültség miatt is - jelentősen megnő, tulajdonképpen szinte csak tápegység kérdése. Ami itt hátrány, az ún. keresztezési torzítás, ami a jel pozitív-negatív átmeneteinél jelentkezik, de szerencsére van rá gyógymód. A nyugalmi áramot növelve a munkapont feljebb tolódik a karakterisztika lineáris tartományába, ezt hívják logikus módon AB osztályú munkapontnak. Jó kompromisszum, mert egy kis teljesítmény és hatásfokveszteség árán jelentős hangzásbéli javulás érhető el. Az ilyen végfokok meghajtás nélkül is melegednek, de csak elfogadható mértékben.

Míg az A osztályú erősítőkben nem, vagy csak nagyjából szükséges az alkatrészek válogatása, a B osztályban működő végtranzisztorok, ill. csövek párbaválogatása elengedhetetlen, másként jelentős torzítással számolhatunk. Ezt még fokozza az alkatrészek öregedése, paramétereik folyamatos változása - főleg a csövek esetében - ezért időnként a munkapont korrekciója is javallott. Javítás esetén a csöveket, tranzisztorokat mindig párosával illene cserélni, válogatott eszközökre.

Kimenő impedancia, damping faktor

Az erősítők tervezési szempontjai között az alacsony kimeneti impedancia is kiemelt helyen szerepel, minél alacsonyabb ez az érték, erősítőnk annál "függetlenebb" a csatlakoztatott hangsugárzótól, ill. annál jobban csillapítja annak visszahatásait. A hangszóró ugyanis - noha a műterheléshez hasonlatos impedanciát képvisel - mégsem úgy "viselkedik" mint egy ellenállás, hanem szépen visszadolgozik az erősítő kimenetére. A damping faktor, magyarul csillapítási tényező a terhelő impedancia és a végfok kimeneti ellenállásának hányadosa (pl. 8 ohm / 0,1 ohm azaz 80), a nagyobb érték ideálisabb.
Néha találkozhatunk a "nehezen hajtható" kifejezéssel a hangsugárzók kapcsán, ezek a dobozok esetenként érzéketlenek, jellemzően hullámzó impedanciamenettel és bonyolult keresztváltóval rendelkeznek, ami az erősítőre nézve a damping faktor tekintetében komoly követelményeket támaszt, ezt általában a nagyobb teljesítményű félvezetős erősítők teljesítik. Ez nem azt jelenti, hogy mondjuk egy 2×20W-os csöves nem képes megszólaltatni az adott dobozt, csak hangminőség tekintetében lehet, hogy nem ideális partnerek, erre a rendszer összeállításánál figyelemmel kell lenni.

Gyakran felmerül a kérdés az erősítőre köthető hangfalak impedanciájával kapcsolatban is. Az esetek többségében mindkét értékkel használható az erősítő, amennyiben nem, azt biztosan feltüntetik a hátlapon is. A legtöbb erősítő adatlapján megtalálható a 8 ill. 4 ohmos hangsugárzókkal elérhető teljesítmény, ebből látható, hogy minél kisebb a hangszóró impedanciája, annál nagyobb az erősítő kimenő teljesítménye. Egy kis számtan, no meg az Ohm törvény, és kiderül, épp a duplája, persze, ha a tápegység is bírja energiával.
A csöveseknél illik betartani a kimeneti csatlakozókon feltüntetett impedancia-értékeket, mert a csövek munkapontját eltolja a kisebb, vagy nagyobb terhelés, ezért is szoktak külön 4 ill. 8 ohmra illesztett kimenetet elhelyezni egymás mellett.

Hifi, Audiofil, High-end?
Gyakran feltett kérdés, hogy mitől lépi át egy készülék a hifi határait, és válik audiofil ill. high-end berendezéssé. A válasz: a tervezői szemlélet és az alkalmazott anyagok teszik azzá. Minden tervezőnek van saját elképzelése az ideális hangról, és annak megvalósításáról, ezt jól tükrözik termékei. Néhány részlet azonban szinte az összes audiofil erősítőben azonos. Kezdjük az elején.

A tápegység

A jó hang alapja a tisztességes stabil tápellátás, minden valamirevaló erősítőben kitüntetett figyelmet szentelnek neki. Ideális esetben a kivezérléstől (hangerőtől) függetlenül, állandó értékű sima egyenfeszültséget produkál, a valóságban viszont ahogy nő a kivezérlés, úgy csökken a tápfesz, ráadásul egyre huplisabbá, kevésbé egyenletessé is válik, megjelenik a hálózati brumm. Ezért a tápot túlméretezik, vagyis a tényleges teljesítményszükségletnél jóval többre képes trafót építenek a készülékbe, melynek meg sem kotytyan a max. kivezérléshez tartozó áramerősség biztosítása, így érik el a stabilitást, esetleg feszültségstabilizátor áramkört alkalmaznak. A simaságról, brumm-mentességről a szűrőtagok gondoskodnak. Legtöbbször csak egy-egy nagy kapacitású puffer kondenzátor, néha (a csöveseknél szinte mindig) kiegészítve fojtótekercsekkel. Régebben szinte egyeduralkodó volt a nagy (min 10 000 µF) kondi, az utóbbi években már ellenpéldával is találkoztunk. Kimura (47 lab) szerint a nagy kondi tehetetlen, lassan töltődik fel, ezért Ő kisebb kapacitású, gyorsabb darabokat használ. Biztos ebben is van igazság, mert erősítője a Gaincard tényleg szépen muzsikál.

A transzformátor konstrukciója is többféle lehet. A hagyományos lemezelt vasmagú trafóknál kisebb veszteséggel, nagyobb hatásfokkal bírnak a hipersil és toroid típusok, ráadásul ez utóbbi még méret szempontjából is kedvezőbb (lapos) ezért különösen kedvelt az erősítőkben.
A kezdetben sokat bírált kapcsolóüzemű tápegység egyre inkább divatba jön, ami nem csoda, hiszen számos érv szól mellette. Kicsi, könnyű, stabil és jó a hatásfoka is. Megvalósítása viszont jóval komplikáltabb, ezért a kisebb "manufaktúrák" inkább a hagyományos trafós megoldás mellett maradnak. A kapcsolóüzemű tápok jóval a hangfrekvenciás tartomány felett dolgoznak, esetleges zajuk ezért kevésbé kritikus, aktív szabályzásuknak köszönhetően pedig állandó és stabil kimeneti feszültséget képesek nyújtani.
Az erősítőn belül az egyes fokozatok tápellátásának szétosztásával is sokat lehet tenni a jobb hangminőségért. Más-más feszültség és teljesítményigénnyel bír a végfokozat mint az előfok, vagy a RIAA korrektor, már csak ezért is célszerű külön kezelni őket.


Alkatrészek

Az ellenállások, kondenzátorok, diódák, tranzisztorok, csövek, vezetékek, kapcsolók és még sok más alkatrész, melyből egy erősítő felépül, egyenként is nagyon fontos elemek. Ezek mindegyike létezik különféle minőségi színvonalú gyártmányként, sokszor óriási árkülönbözettel. Az audiofil konstruktőrök legtöbbje a minimális alkatrész felhasználás híve, mert a jelút minden eleme egy kicsit (vagy jobban) módosítja a rajta áthaladó információt. De az sem elég, hogy kevés, legyen minőségi a beltartalom. A hagyományos, olcsó ellenállások felépítésükből adódóan járulékos induktivitással rendelkeznek, ami a frekvenciától függő hatást gyakorol a hangjelre, ezért a jelútban indukciómentes ellenállások használata javallott, ezeket persze jóval drágábban mérik. A kondenzátorok tekintetében teljesen hasonló a helyzet, egy minőségi, alacsony veszteségű típus ára a kapacitás függvényében több-ezer forint is lehet, szemben a max. párszáz Ft-ba kerülő elektrolit kondikkal. A félvezetők és csövek típusazonos darabjai között is gyártó és minőség szerint nagy árkülönbségek vannak, ezt még tovább növeli a párbaválogatás költsége, ami szintén elengedhetetlen a jó komplementer/ellenütemű konstrukciókban.
A belső kábelek, kapcsolók csatlakozók szintén nagyon fontos alkatrészek, nem véletlenül gyakori célpontjai egy-egy "készüléktuningnak". Minden kontaktus ront a hangminőségen, tehát a jelútban kerülendőek a kapcsolók, relék, ha a konstrukció szükségessé teszi, ide is a drágább darabok kerülnek az audiofil produktumokban.
A hangerőszabályozás kérdése megint egy sarkalatos pont, nincs egységes szemlélet. Ide több korrektnek tartott módszer is kínálkozik, megosztva ezzel a konstruktőrök és a DIY világát. Egyesek szerint az ALPS Blue potméternél nem is kell jobb, míg mások a fokozatkapcsolóval kivitelezett ellenállásosztóra esküdöznek, de a transzformátoros hangerőszabályzók között is találunk klasszis darabokat. Régóta léteznek - és használatosak - már e célra integrált áramkörös megoldások is, melyek között szintén akadnak nagyon jó paraméterekkel rendelkező tokok, ezek alkalmazása nem utolsósorban könnyű távvezérelhetőséggel párosul.
Bár sokak számára hihetetlen, a külső rezgések az erősítők hangminőségét is károsan befolyásolják, ezért a készülékház kivitele nem csak esztétikai szempontból fontos. A masszív alu dobozok, merevített alaplapok is hozzájárulnak a hangélményhez.


Dátum:2010.05.31. 6:02:15

Ugrás az oldal tetejére

Céges adatok

Hírek, újdonságok

Leírások

Tesztek

Képgaléria

 
 
Copyright © 2009 BizCom | Website Developed by procinema - 1