9zip.ru Ламповый звук hi-end и ретро электроника Режимы работы пентода: классический, триод, ультралинейный

В этой статье речь пойдет о пентоде - легендарной электронной лампе, которая была сердцем усилителей и радиоприемников долгие десятилетия. Мы все знаем, что у него целых пять электродов (отсюда и название), но мало кто помнит, что это настоящий хамелеон лампового мира. Его можно заставить работать как триод, как тетрод и, собственно, как пентод. Давайте разберемся, как это работает и зачем это нужно.


Сначала просто вспомним, что куда в пентоде. Классическое включение. Катод - испускает электроны. Управляющая (первая) сетка - ею мы управляем потоком этих электронов (наш сигнал). Экранная сетка (вторая) - ускоряет электроны и экранирует первую сетку от анода. Антидинатронная (третья) сетка - главная фишка пентода. Она защищает от вредного эффекта вторичной эмиссии, который портил жизнь тетродам.
Анод - собирает электроны. Вся магия переключения режимов заключается в том, куда мы подключаем эти самые сетки.

Классический пентодный режим

Это его родной, штатный режим работы. Здесь все подключено по учебнику: на экранную сетку подается постоянное положительное напряжение, обычно чуть ниже, чем на анод (например, через ограничительный резистор), антидинатронная сетка соединяется внутри лампы с катодом. Часто ее просто сажают на массу (ноль).

Что получаем:
• Высокий коэффициент усиления. Пентоды - чемпионы по усилению.
• Большое выходное сопротивление. Жесткая, упругая характеристика.
• Мощно и эффективно. Именно в этом режиме пентод выдает максимальную мощность, за что его и любят в выходных каскадах усилителей.

Звук яркий, агрессивный, динамичный, с характерной пентодной атакой и детализацией. Классический звук рок-н-ролла.

Тетродный режим ("упрощенный пентод")

А что если мы просто возьмем и отключим антидинатронную сетку? В теории, мы получим обычный тетрод. На практике так почти не делают, потому что в этом случае нас ждут все проблемы тетрода - провалы на анодных характеристиках из-за вторичной эмиссии. Но есть более интересный и безопасный способ: в случае, если третья сетка не соединена внутри лампы с катодом, а выведена на отдельную ножку, мы можем подать на неё не ноль, а небольшое положительное напряжение - например, +20-50В. Это не совсем чистый тетрод, но режим меняется.

Что получаем:
• Характеристики становятся чем-то средним между триодом и пентодом.
• Усиление и выходное сопротивление падают по сравнению с пентодным режимом.
• Внутреннее линейное сопротивление (Ri) снижается.

Звук немного смягченный по сравнению с пентодом, но еще не такая гладкость, как у триода. Более нейтральный и менее агрессивный.

Триодный режим (псевдотриод)

Вот здесь и кроется главный фокус, который обожают аудиофилы. Чтобы превратить пентод в триод, нужно сделать всего два шага - cоединить экранную сетку с анодом (jбычно это делают через резистор номиналом 100-1000 Ом, так как прямое соединение иногда может спровоцировать паразитные колебания), а антидинатронную сетку оставить подключенной к катоду (на массе).

По сути, мы заставляем экранную сетку работать как второй анод. Теперь оба электрода (и анод, и вторая сетка) принимают участие в создании анодного тока и находятся под одним потенциалом.

Что получаем - кардинальные изменения:
• Коэффициент усиления резко падает.
• Выходное сопротивление (Ri) снижается в разы. Лампе становится гораздо легче управлять акустикой.
• Уменьшаются нелинейные искажения. Характеристика становится более плавной и линейной.
• Увеличивается демпфирование. Акустика лучше контролируется усилителем.

Тот самый триодный звук: теплый, бархатный, гладкий, с мягкими верхами и насыщенной серединой. Меньше агрессии, больше аналоговой ламповой нежности.

Ультралинейный

Этот режим - хитрая золотая середина, изобретенная компанией Acros. Он требует специального выходного трансформатора с отводами от первичной обмотки.

Суть в том, что на экранную сетку подается напряжение не напрямую от источника питания, а с части витков первичной обмотки выходного трансформатора. То есть на неё подается не постоянное напряжение, а изменяющееся, строго пропорциональное части анодного напряжения.

Этот отвод делается не абы где. Его положение рассчитывается очень точно и указывается в процентах от общего числа витков первичной обмотки, отсчитывая от конца, на который подается напряжение питания (B+). Например, если говорят "отвод 40%", это значит, что точка подключения экранной сетки находится на "расстоянии" в 40% витков от начала (B+) и, соответственно, на оставшихся 60% витков до анода.

Классическим и самым распространенным считается отвод ~40-43%. Именно при таком соотношении достигается оптимальный баланс между мощностью пентода и линейностью триода. Отвод ~20% сделает режим работы более похожим на пентодный (больше мощности, но и больше искажений). Отвод ~50% и выше приблизит характер звука к триодному (меньше мощности, но меньше искажений).

Что получаем в итоге:
• Мы получаем нечто среднее между эффективностью пентода и линейностью триода.
• Коэффициент усиления и выходное сопротивление выше, чем у триода, но ниже, чем у пентода.
• Нелинейные искажения, в свою очередь, заметно меньше, чем у пентода.

Многие считают этот режим идеальным компромиссом - мощно и динамично, как пентод, но при этом достаточно детально и гладко, почти как триод. Характер звучания тонко зависит от выбранного процента отвода.

Как же переключаться? Очень просто!

В современных ламповых усилителях часто ставят простой и гениальный переключатель. По сути, это переключатель, который в положении "пентод" подает на экранную сетку штатное напряжение с выпрямителя через резистор, а в положении "триод" соединяет выводы экранной сетки с выводами анода через резистор.

Вот и вся магия! Щелчок переключателя - и у тебя кардинально другой по характеру звук из одной и той же лампы.

Важное замечание

Следует понимать, что выходной трансформатор в таком усилителе обычно рассчитан для оптимальной работы в пентодном режиме. При переключении в триодный режим согласование лампы с нагрузкой становится неоптимальным. Это приводит к заметному падению выходной мощности и некоторому изменению характера искажений, но именно эта работа вне расчетного режима и дает ту самую желанную для многих триодную бархатистость и мягкость. По-настоящему правильная реализация, включающая в себя и переключение сопротивления нагрузки трансформатора, встречается реже из-за сложности.

Понравилась статья? Пётр I говорит: поделись с друзьями!