Ultraliniowy

Ultraliniowe obwody elektroniczne to te używane do łączenia tetrody lub pentody lampy próżniowej (zwanej także „zaworem elektronowym”) z obciążeniem (np. głośnikiem ) .

„Ultraliniowy” to szczególny przypadek „obciążenia rozproszonego”; technika obwodowa opatentowana przez Alana Blumleina w 1937 r. (patent nr 496 883), chociaż nazwa „ładowanie rozproszone” pochodzi prawdopodobnie od Mullarda . W 1938 roku złożył wniosek o patent USA 2218902. Szczególne zalety działania ultraliniowego oraz samą nazwę opublikował David Hafler i Herberta Keroesa na początku lat pięćdziesiątych poprzez artykuły w czasopiśmie „Audio Engineering” z USA. Szczególny przypadek działania „ultraliniowego” jest czasami mylony z bardziej ogólną zasadą obciążenia rozproszonego.

Operacja

Lampa pentodowa lub tetrodowa (zawór) skonfigurowana jako wzmacniacz ze wspólną katodą (gdzie sygnał wyjściowy pojawia się na płytce) może działać jako:

• pentoda lub tetroda, w której siatka ekranowa jest podłączona do stabilnego napięcia prądu stałego, więc nie ma zmian sygnału na siatce ekranowej (tj. siatka ekranowa ma odciśnięte 0% sygnału wyjściowego płytki), lub
• trioda, w której siatka ekranująca jest połączona z płytką (tj. siatka ekranująca ma odciśnięte 100% napięcia sygnału wyjściowego płytki), lub
• mieszanka triody i pentody, w której siatka ekranu ma odciśnięty procent (od 0% do 100%) sygnału wyjściowego płyty. Jest to podstawa obwodu obciążenia rozproszonego i zwykle jest osiągane poprzez włączenie odpowiedniego „odczepu” na uzwojeniu pierwotnym transformatora wyjściowego, do którego podłączona jest lampa próżniowa (zawór).

Wrażenie dowolnej części sygnału wyjściowego na siatkę ekranową można postrzegać jako formę sprzężenia zwrotnego, które zmienia zachowanie strumienia elektronów przechodzącego od katody do anody.

Zalety

Dzięki rozsądnemu wyborowi procentowego odczepu siatki ekranowej można wykorzystać zalety lamp próżniowych zarówno triodowych, jak i pentodowych. Stwierdzono, że w bardzo wąskim zakresie odczepów procentowych zniekształcenia spadają do niezwykle niskiej wartości - czasami mniejszej niż w przypadku pracy triodowej lub pentodowej - podczas gdy wydajność energetyczna jest tylko nieznacznie zmniejszona w porównaniu z pełną pracą pentodową. Optymalny procentowy odczep w celu uzyskania ultraliniowej pracy zależy głównie od rodzaju zastosowanego zaworu; powszechnie spotykany odsetek wynosi 43% (liczby pierwotnych zwojów transformatora w obwodzie płytki), co dotyczy KT88, chociaż wiele innych typów zaworów ma optymalne wartości zbliżone do tego. Wartość 20% była zalecana dla 6V6GT. Mullarda , takie jak 5-20, również wykorzystywały 20% rozproszonego obciążenia (ale nie osiągały ultraliniowej pracy), podczas gdy wzmacniacze LEAK wykorzystywały 50%.

Charakterystyki obwodu, które sprawiają, że obciążenie rozproszone jest odpowiednie dla wzmacniaczy mocy audio, w porównaniu ze wzmacniaczem opartym na triodzie, tetrodzie wiązki lub pentodie, to:

• Impedancja wyjściowa jest obniżona do około połowy wartości uzyskiwanej w przypadku triody.
• Zniekształcenia są obniżone do wartości osiąganych w lampie triodowej, ale mogą być jeszcze mniejsze w przypadku pracy ultraliniowej.
• Moc wyjściowa jest wyższa niż z triody, zbliżona do tej, jaką daje pentoda.
• Moc wyjściowa jest bardziej stała, ponieważ obciążenie rozproszone jest kombinacją wzmacniacza transkonduktancyjnego i wzmacniacza napięciowego.

Obwód obciążenia rozproszonego może być zastosowany do obwodów wzmacniacza typu push-pull lub single-ended.

Należy zauważyć, że termin „ultraliniowy” został wyraźnie zarezerwowany tylko dla warunku optymalnego punktu poboru. Jak napisali Hafler i Keroes: „ Nasze zastrzeżenia patentowe obejmują użycie dowolnego odczepu pierwotnego w tym układzie obwodów. Ograniczyliśmy jednak użycie terminu „ultraliniowy” do warunków, w których dynamiczne krzywe charakterystyczne płyty są najbardziej liniowe „ .

Powiązane obwody

Wzmacniacz „QUAD II” firmy QUAD wykorzystuje obwód, w którym do katody jest doprowadzana część sygnału wyjściowego, i został nazwany „obciążeniem rozproszonym” przez Petera Walkera z QUAD. W Stanach Zjednoczonych McIntosh Laboratories szeroko stosowało tę technikę w swoich lampowych wzmacniaczach mocy. Audio Research Corp również zastosował podobny układ.