Temat już poruszany, ale zachęcony dyskusją na fejsie postanowiłem przyłożyć się trochę do pomiarów i porównać, czym różnią się wzmacniacze lampowe od tranzystorowych. Do testu tym razem wybrałem mały monitorek JBL Control 1 – dwudrożna konstrukcja o niezbyt skomplikowanej zwrotnicy.

Stanowisko testowe jest takie – JBL Control 1 zasilany jest raz przez końcówkę tranzystorową, a raz przez lampową, znaną już końcówkę SE w klasie A na lampie ECL86 w trybie pentodowym (Bambino), bez sprzężenia zwrotnego.

Poziomy wyrównane, moc niewielka, około pół wata. Najpierw tradycyjnie napięcia wyjściowe: poniżej przebieg napięcia wyjściowego na obciążeniu zestawem Control 1 końcówki tranzystorowej (fioletowy) i lampowej (żółty):

Widzimy dwie spore górki – jedna w rezonansie ok 150Hz, a druga na 3,5kHz, trochę poniżej częstotliwości podziału. Wzmacniacz tranzystorowy też „zauważa” zmiany impedancji obciążenia, ale niewiele sobie z nich robi. A wzmacniacz lampowy? Na 3,5kHz mamy o 10dB wyższe napięcie na wyjściu!

Zmierzmy, co słychać. Wiadomo, pomiar orientacyjny i oczywiście wpływ pomieszczenia, ale jest to pomiar porównawczy, ustawienia mikrofonu i głośnika są niezmienione, zmienia się tylko końcówka mocy (fioletowy – tranzystor, żółty – lampa):

I co mamy? Dół i środek to pikuś, czterodecybelowe różnice tylko, w dodatku w dole jest rezonans więc obie końcówki wykażą większy poziom. Trochę gorzej jest w niższej średnicy, w okolicach 400Hz, tam mamy minimum impedancji mniej więcej, a więc wzmacniacz tranzystorowy tam mocy da więcej, a lampowy mniej, pogłębiając „kontur”. Problem największy jest w wysokiej średnicy – w okolicy częstotliwości podziału mamy różnicę 10dB! Tam, gdzie końcówka tranzystorowa dostarcza mniejszą moc, tam lampowa większą, zgodnie z charakterystyką impedancji.
Zbudowałem też w końcu „układ do pomiaru prądu” 😉 – czyli szeregowo z zestawem głośnikowym połączyłem opornik 0,82Ω i mierzyłem napięcie na nim.

Prąd płynący przez monitor JBL Control One wygląda tak (czerwony – lampa, zielony – tranzystor):

W przypadku wzmacniacza tranzystorowego mamy prawie dokładną odwrotność napięcia na wyjściu wzmacniacza lampowego – znaczy prawo Ohma działa, a pomiary są OK, bo się potwierdzają 😉 A prąd na wyjściu wzmacniacza lampowego zgodnie z oczekiwaniami jest mniej więcej stały – poza drobnymi zawirowaniami w newralgicznych miejscach. Wiadomo, do tego wszystkiego dochodzi jeszcze faza, pomiary moje nie uwzględniają wszystkiego, mają tylko uświadomić skalę problemu. Czy to jest problem? W sumie nie, to jest znana cecha wzmacniaczy lampowych, tak działały i działają. Trzeba po prostu pamiętać, że działają „odwrotnie” do wzmacniaczy tranzystorowych – tam, gdzie impedancja zestawu głośnikowego jest wyższa, wzmacniacze tranzystorowe dostarczają mniejszą moc, a lampowe odwrotnie – większą. W przypadku wzmacniaczy tranzystorowych P=U^2/R, a w przypadku lampowych raczej P= I^2*R, raz moc jest odwrotnie proporcjonalna do impedancji, a raz wprost proporcjonalna. Wiadomo, to spore uogólnienie, wzmacniacz lampowy ze sprzężeniem zwrotnym aż tak prądu nie będzie „trzymał”, ale mniej więcej o to chodzi. JBL Control One to prosta konstrukcja o nieskomplikowanej zwrotnicy a i tak różnice w paśmie przenoszenia są ogromne, ile to jest 10dB w paśmie prezencyjnym to wiemy. A jak to wygląda w przypadku bardziej skomplikowanych zwrotnic? Strach się bać…