Wzmacniacz lampowy i impedancja obciążenia – wpływ sprzężenia zwrotnego

Znów ten sam zestaw eksperymentalny, czyli wzmacniacz gramofonu Bambino, znów różne impedancje obciążenia ale w stosunku do poprzedniego testu jedna zmiana – silne ujemne sprzężenie zwrotne obejmujące całą końcówkę mocy wraz z transformatorem.

Ciągle ten sam wzmacniacz na lampie ECL86 – różnica polega na dodaniu opornika 10kΩ z wyjścia głośnikowego do katody triody. Tak powstałe sprzężenie zwrotne jest dość silne i w znaczący sposób zmienia parametry wzmacniacza.

Jak zmienia? Wyniki przybliżonych pomiarów poniżej:

Przede wszystkim imponuje pasmo przenoszenia – do 30Hz praktycznie bez spadku, z nierównomiernością w całym paśmie rzędu dziesiątych części decybela! Zniekształcenia przy mocy 1W nie przekraczają 0,3%. Jak widać, transformator głośnikowy TG 2,5-1-666 mimo końcówki nazwy nadaje się nie tylko do wzmacniacza gitarowego. Obciążenie 2Ω (najniższa krzywa) już trochę szkodzi wzmacniaczowi i w sumie mniej nas interesuje, ale różnice w poziomie wyjściowym przy obciążeniu 4Ω i 8Ω to tylko 1dB. Jak widać, ujemne sprzężenie zwrotne ma wpływ nie tylko na pasmo i zniekształcenia, ale też na impedancję wyjściową, która zmniejszyła się znacząco. Parametrami zbliżamy się do końcówki tranzystorowej, przy przykładowym wysterowaniu do mocy 1W na 4Ω po zmianie obciążenia na 8Ω moc wyjściowa maleje i wynosi nieco ponad 0,6W, czyli trochę więcej, niż połowę. Wzmacniacze tranzystorowe zachowują się bardzo podobnie.

Jaki takie sprzężenie zwrotne ma wpływ na sygnał podawany na rzeczywisty głośnik? Poniżej napięcie wyjściowe na wyjściu wzmacniacza obciążonego znanym głośnikiem Eminence o impedancji 8Ω – ze sprzężeniem zwrotnym (zielona krzywa) i bez (niebieska):

Charakter głośnika jest zachowany i rezonanse są widoczne, ale różnice w paśmie gitarowym zmniejszyły się z paru decybeli do jednego.
Przy takim mocnym sprzężeniu zwrotnym czułość końcówki mocy spada mniej więcej dziesięciokrotnie (prawie 20dB) a to oznacza konieczność dodania jednego stopnia wzmocniania, dlatego w praktyce we wzmacniaczach gitarowych stosuje się znacznie słabsze sprzężenie i tak wyrównanego przebiegu napięcia wyjściowego na rzeczywistym obciążeniu nie możemy oczekiwać – raczej będzie to coś bliższego niebieskiej niż zielonej krzywej. W dodatku różne regulacje typu Presence i Depth czy Resonance osłabiają sprzężenie zwrotne w określonych zakresach częstotliwości, nie tylko modyfikując charakterystykę przenoszenia, ale i mocniej uzależniając ją od obciążenia. Zastosowanie takiej końcówki jako wzmacniacza hifi wygląda natomiast bardzo obiecująco.

Oczywiście bez filmu się i tym razem nie obejdzie 😉