Русская Википедия:300B

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Шаблон:Приёмно-усилительная лампа Western Electric 300B (WE 300B, или просто 300B) — электронная лампа, мощный низкочастотный вакуумный триод прямого накала. Подлинная 300В выпускалась в 1938—1988 годы компанией Western Electric для использования в высококачественных профессиональных усилителях низкой частоты (УНЧ) и в линейных стабилизаторах напряжения особо высокой надёжности. 300В была последним, наиболее мощным и наиболее технически совершенным представителем класса прямонакальных низкочастотных триодов. В ней сочетались низкий уровень нелинейных искажений, способность работать при относительно низких напряжениях питания (300…450 В) и исключительно высокие надёжность и долговечность.

Из-за высокой себестоимости производства 300B не применялась в серийной бытовой аппаратуре и была практическиШаблон:Ref+ неизвестна конструкторам-любителям ламповой эпохи. Лишь в 1960-е годы 300В привлекла внимание французских ценителей лампового звука. В 1970-е годы ажиотажный спрос на редкую, никогда не выпускавшуюся массово лампу возник в Японии; в 1990-е годы к японцам примкнули аудиофилы из Кореи, Тайваня и США. Спрос породил предложение: спустя год после закрытия завода Western Electric производство 300B было возобновлено вначале в США, а затем в Китае (1992), Чехии (1994), России (1990-е годы), Словакии, Японии и Германии (2015).

Исторический очерк

Предшественники

В начале 1920-х годов единственным потребителем мощных низкочастотных радиоламп была проводная телефонияШаблон:Sfn. Радиосвязь велась исключительно в телеграфном режиме и усиления звуковых частот не требовалаШаблон:Sfn. Телефонные же компании, экспериментировавшие с технологией частотного уплотнения каналов, нуждались не просто в мощных лампах, но в мощных лампах с низкими нелинейными искажениями (настолько низкими, чтобы гармонические искажения, неизбежно проникающие из одного частотно-уплотнённого канала в другой, не были заметны на слух). Ранним примером таких триодов, разработанных для телефонии, был британский тип 25Шаблон:Sfn. Около 1923 года, с началом постоянного амплитудно-модулированного радиовещания, возник потенциально огромный рынок бытовых радиоприёмников, и появилась потребность в мощных и недорогих приёмно-усилительных лампахШаблон:Sfn. Триод 25, приспособленный под нужды Би-би-си, стал низкочастотным LS5A (LS от Шаблон:Lang-en, громкоговоритель)Шаблон:Sfn. В США подконтрольная телефонной монополии AT&T компания Western Electric начала выпуск низкочастотного триода тип 225 — модификации радиочастотного триода VT2, разработанного ещё в 1917 годуШаблон:Sfn. К 1925 году древо эволюции мощных триодов разделилось на две ветви — лампы для генерации и модуляции радиочастот и лампы для усиления звуковых частотШаблон:Sfn. Радиочастотные триоды могли усиливать и звуковые частоты, но требовали высоких напряжений питания и относительно дорогих выходных трансформаторов сложной конструкции. Низкочастотные триоды, отличавшиеся от радиочастотных редкой навивкой управляющей сетки и потому меньшим внутренним сопротивлением, этих недостатков не имелиШаблон:Sfn[1]. Оборотной стороной малого внутреннего сопротивления был крайне низкий коэффициент усиления по напряжению (μ=2…5) и, как следствие, — повышенные требования к предоконечному каскаду усиления[1].

Первыми крупносерийными лампами этого класса стали относительно маломощные UX-112 (с оксидным катодомШаблон:Sfn) и UX-171 (с торированным катодомШаблон:Sfn); в 1928 году за ними последовал UX-250 (тип 50Шаблон:Ref+) — первый действительно мощный триод прямого накалаШаблон:Sfn, способный отдавать в нагрузку до 4,6 Вт выходной мощности в режиме А[2]. Однако для реализации своих способностей UX-250 требовал напряжения питания 450 В, что было запретительно высоко для бытовой аппаратуры; при умеренно высоких напряжениях в 250…300 В UX-250 отдавал в нагрузку лишь 1,5…2,4 Вт[2][3]. По этой причине UX-250 применялся относительно редко, а самым массовым триодом начала 1930-х годов стал разработанный в 1929 году низковольтный двухваттный UX-245 (тип 45)[3]Шаблон:SfnШаблон:Ref+. Все эти лампы были разработаны Westinghouse, а наибольший объём их выпуска приходился на долю контролировавшей Westinghouse RCAШаблон:Sfn. Благодаря патентному соглашению основных производителей, радиозаводы США выпускали одни и те же типы ламп, а номенклатура этих типов была ограничена[4][5]. Реструктуризация 1929—1930 годов, объединившая капиталы RCA, General Electric, Victor и Westinghouse в холдинг под контролем Давида Сарнова, окончательно консолидировала отрасль[5]. Европейская промышленность, напротив, была раздроблена, а европейская номенклатура ламп переполнена обозначениями-синонимами и близкими аналогами[4]. Европейцы на три года опередили Америку в разработке экранированных лампШаблон:Ref+, но первый европейский мощный триод — британский PX4 — пошёл в серию лишь в октябре 1929 года, после американского UX-245Шаблон:Sfn. Японцы, копировавшие американские новинки с отставанием в один-два года, ограничились выпуском лицензионных копий UX-245 и UX-250Шаблон:Sfn.

В 1930 году Western Electric ответила конкурентам из RCA выпуском триода 252А — близкого аналога UX-250 с заявленной выходной мощностью до 8 Вт, также требовавшего высокого (450 В) напряжения питанияШаблон:Sfn. В профессиональном двухтактном УНЧ Western Electric две 252A отдавали в нагрузку 12 ВтШаблон:Sfn. Эта лампа — прямой предшественник 300B — выпускалась лишь несколько лет и к 1990-м годам стала исключительной редкостьюШаблон:Sfn. В 1932 году Western Electric выпустили мощный триод косвенного накала 271A, развивавший выходную мощность до 2,8 Вт. Новинка оказалась неудачной, и Western Electric вернулись к проверенным временем прямонакальным катодамШаблон:Sfn. В том же 1932 году на смену 271А пришёл триод прямого накала 275А — близкий аналог более известной лампы 2A3, применявшийся в кинематографических установках Western Electric 1932—1934 годов выпускаШаблон:Sfn. Выпускали на Western Electric и точные копии UX-245 — но только по военному заказуШаблон:Sfn.Шаблон:-

Производство и применение

Шаблон:Внешние медиафайлы

В 1933 году Western Electric выпустила ещё более мощную лампу 300A, сменившую 252АШаблон:Sfn. Предельная мощность рассеяния на аноде выросла до 40 Вт при мощности накала 6 Вт, что потребовало увеличить геометрический размер баллона до 16,5 см в высоту (с цоколем) и 6,2 см в диаметреШаблон:Sfn. 300A применялась в основном в кинематографических звукоустановках фирменной системы MirrophonicШаблон:Sfn. В базовой конфигурации канал усиления такой установки состоял из однотактного усилителя модели 91Шаблон:Ref+ с выходной мощностью 8 Вт, нагруженного на двухполосную рупорную акустическую систему по схеме Шаблон:Нп5Шаблон:Sfn. Уровнем выше располагался пятнадцативаттный двухтактный усилитель модели 86[6].

Технически совершенная, дорогая аппаратура оказалась не востребованной рынком[6]. В стране продолжалась Великая депрессия, и владельцы кинотеатров, лишь несколько лет назад установившие звук первого поколения, были не готовы вкладываться в новую систему[7]. Компания смогла произвести и сдать в аренду всего лишь четыре тысячи комплектов MirrophonicШаблон:Sfn. В 1935 году некогда прибыльное сервисное подразделение Western Electric впервые принесло убыток; год спустя крупнейшие киностудии отказались от контракта с Western Electric в пользу новейшей системы RCA, и в 1937 году компания свернула активную деятельность в кинематографе[8]. С тех пор Western Electric лишь обслуживала установленные ранее звуковые системы[8].

В 1938 году Western Electric изменила цоколёвку 300А, унифицировав её с лампами предшествовавшего поколенияШаблон:SfnШаблон:Sfn. Новая лампа, получившая обозначение 300B, также применялась исключительно в профессиональной аппаратуре — в кинематографических и трансляционных УНЧ и в авиационном радиопередатчике 27А[9]Шаблон:Sfn. Western Electric в принципе не занималась массовым производством ламп и не пыталась выйти на потребительский рынок: главными приоритетами компании были надёжность и долговечностьШаблон:Sfn. В производстве 300A и 300B использовались лучшие технологии и материалы своего времениШаблон:Sfn. Баллон лампы выдувался из «мягкого», легкоплавкого стекла с заметной электрической проводимостью (что способствует стеканию паразитного электрического заряда), а основание баллона — из тугоплавкого, изолирующего силикатного стеклаШаблон:Sfn. Внутриламповая арматура изготовлялась из чистого никеля, аноды — из никеля, чернёного углеродом в углеводородной среде, катоды — из никелевой ленты, покрытой тройным слоем карбоната барияШаблон:Sfn. Сетки выполнялись из молибденового провода на никелевых траверсах, выводы лампы — из меди, покрытой слоем платинитаШаблон:Sfn. Расстояние между катодом и сеткой всего лишь в два раза меньше расстояния между сеткой и анодом — поэтому вольт-амперные характеристики 300B намного ближе к идеальным, диктуемым законом трёх вторых, чем характеристики ламп последующих поколений[10].

300B стала вершиной развития низкочастотных прямонакальных триодовШаблон:Sfn. Лампа отличалась низким уровнем нелинейных искажений, исключительной долговечностью (расчётный срок службы 40 тысяч часов) и была самой мощной в своём классе[9] (по данным производителя, предельная выходная мощность однотактного УНЧ на 300B достигала 17,8 ВтШаблон:Sfn, на практике же 300В развивала мощность около 8…10 Вт[9]). Сопоставимую, но несколько меньшую, мощность имели лишь прямонакальный триод европейской разработки PX25 (Шаблон:Нп5, 1932 год) и британская копия 300В, производившаяся компанией STC под обозначением 4300BШаблон:Sfn. Дальнейшее совершенствование низкочастотных прямонакальных триодов оказалось ненужным: в конце 1930-х годов им на смену пришли мощные экранированные лампы — пентоды и лучевые тетродыШаблон:Sfn. Триоды были отвергнуты и объявлены «устаревшими» ещё до начала Второй мировой войны, а экранированные лампы доминировали в схемотехнике УНЧ до самого заката ламповой эпохи, несмотря на худшее качество звучанияШаблон:Sfn[11].

После Второй мировой войны 300B использовалась в новых разработках УНЧ лишь один раз, в модели Brook 10C, и лишь как альтернатива основному выбору конструкторов и пользователей — 2A3Шаблон:Sfn. Для использования в бытовой аппаратуре лампа была слишком дорогаШаблон:Sfn. Основной же сферой её применения в послевоенное время стали стабилизаторы напряжения повышенной надёжности для военно-космической отрасли СШАШаблон:Sfn. Государственный заказ поддерживал производство архаичного прямонакального триода целых полвека: компания Western Electric прекратила существование в 1984 году[12], а её завод в Канзас-СитиШаблон:Ref+, перешедший под управление Lucent, выпускал 300B до 1988 годаШаблон:SfnШаблон:Sfn. По продолжительности непрерывного выпуска 300B уступила лишь триоду 215А, производившемуся с 1918 года до середины 1970-х годовШаблон:Sfn.Шаблон:-

Ажиотаж в Японии

Файл:Vacuum-tube amplifiers - Sato Musen - 2006-08-10 (by Tomer Gabel).jpg
Витрина в Акихабаре, 2006 год. В центре однотактный УНЧ современного производства на китайских 300B с сетчатыми анодами.

В 1960-е годы, когда весь мир переходил с ламп на транзисторы, в Японии зародилась особая национальная школа лампового Hi-End[3]. Японские любители приобрели вкус к однотактным усилителям на триодах 2A3 и к высокочувствительной рупорной акустике, способной раскрыть возможности таких маломощных усилителей[3]. Тогда же, в 1960-е годы, неизвестную до того 300В «открыли» немногочисленные французские аудиофилы; в 1972—1973 годы, благодаря публикациям франко-японского конструктора Жана Хираги, французские идеи проникли в ЯпониюШаблон:Sfn. За несколько лет в среде японских аудиофилов, а затем просто состоятельных людей, возник иррациональный, непонятный для иностранцев культ Western ElectricШаблон:Sfn. Изделия этой (и только этой) марки стали вожделенным статусным товаромШаблон:Sfn. Особенно удачливые коллекционеры устанавливали дома полномасштабные звукоустановки Mirrophonic, предназначавшиеся для больших кинозаловШаблон:Sfn. Цены на наиболее востребованные УНЧ Western Electric достигли 1,5…3 млн иен; конденсаторы, сопротивления, провода, маркированные именем легендарной фирмы, перепродавались по необыкновенно высоким ценам[13].

Ажиотаж в Японии совпал во времени с техническим перевооружением американских киносетейШаблон:Sfn. Японские коллекционеры первой волны успели скупить и вывезти из США сохранившиеся там усилители и акустические системы Mirrophonic; японские дилеры буквально прочёсывали горы металлолома, который американцы отправляли в переплавку на ТайваньШаблон:Sfn. В первой половине 1980-х этот источник антиквариата был исчерпан: весь парк подлинных усилителей Western Electric осел в заокеанских «сокровищницах». В ответ японские фирмы начали серийный выпуск их упрощённых копий, что лишь подстегнуло спрос на 300BШаблон:Sfn. Единственным стабильным источником 300B оставался завод в Канзас-Сити, работавший на экспорт в Японию. Заказы из Японии непрерывно разогревали цены на лампы в США, но самих американцев архаичные триоды интересовали малоШаблон:Sfn. На тогдашнем американском рынке Hi-End доминировали мощные двухтактные усилители на лучевых тетродах, построенные по рецептам 1950-хШаблон:Sfn.

В последний год производства оригинальных Western Electric 300B цена на новые лампы составляла 125 долларов за штукуШаблон:Sfn. В 1990 году последние заводские запасы были распроданы, и рыночная цена взлетела до 300 долларовШаблон:Sfn. Иностранцы и предусмотрительные американцы скупали все 300В, появлявшиеся в открытой продаже, — при том, что в самих США бум спроса на прямонакальные триоды ещё не началсяШаблон:Sfn. Мода на 300B пришла в США лишь в середине 1990-х годов, когда запасы оригинальных ламп были исчерпаныШаблон:SfnШаблон:Sfn. Вскоре, с началом кризиса 1997—1998 годов, ажиотаж в Японии утих, но к тому времени ламповым антиквариатом всерьёз заинтересовались в Корее и на Тайване[13].Шаблон:-

Возобновление производства

Шаблон:Внешние медиафайлы Спрос на дефицитный товар породил предложение. В 1989 году компания Richardson Electronics, специализировавшаяся на поставках и мелкосерийном производстве вакуумной техники, возобновила производство 300B под торговой маркой CetronШаблон:Sfn[9]. Большинство этих ламп экспортировались в Азию[9]. В 1992 году, когда цены на подлинные WE 300B достигли 1200 долларов, на рынке США появились китайские 300B компании Shuguang по 50 долларов за штукуШаблон:Sfn[14]. В последующие года лампы Shuguang и родственной ей компании Fullmusic распространялись под множеством разных марок (Sofia, Princess, PS Vane и другие)[15]. В 1994 году Алёша Вайш (торговые марки Vaic и AVVT) наладил в Чехии производство «авторского» умощнённого варианта 300В — Vaic VV30B, а владельцы американской марки Sovtek наладили производство 300В на заводе «Рефлектор» в СаратовеШаблон:Sfn. Летом 1997 года начались поставки SV300B с завода «Светлана» в Малой Вишере[16]. В 2001 году предприятие Вайша прекратило существование, но его разработки были скопированы и воспроизведены сначала Рикардо Кроном (KR Audio), а затем Чарлзом Уайтнером (Westrex)[17].

Предприниматель и аудиофил Чарлз Уайтнер выкупил у AT&T права на торговую марку Westrex (Western Electric Exports) и на производство 300В по оригинальным техническим условиям Western Electric в октябре 1994 года[14]. Ещё год ушёл на поиски финансирования и на переговоры об аренде сохранившихся площадей радиозавода в Канзас-Сити[14]. Уайтнер, с его слов, сумел не только перезапустить историческое производство, но и вернул в строй двенадцать мастеров, некогда изготавливавших подлинные 300В[9]. Производство началось в августе 1996 года, но первые две тысячи ламп были забракованы, а отладка технологии заняла ещё год[14]. Во второй половине 1997 года Уайтнеру удалось выпустить и продать десять тысяч годных ламп[14]. Половина из них ушла на экспорт в Азию; в США лампы Уайтнера продавались по 800 долларов за пару[14][9]. В 2013 году газеты сообщили о возрождении производства радиоламп Western Electric в городке Россвилл, штат Джорджия[12]. За новым предприятием со старым, знаменитым именем стоял всё тот же Уайтнер — на этот раз он выкупил у AT&T права на торговую марку Western Electric и заявил о развёртывании полноценного электровакуумного производства «с чистого листа»[12].

По данным Яка ван дер Валле, в 1989—2016 годы «новодельные» 300В выпускались на тринадцати заводах в семи странах (Германия, Китай, Россия, Словакия, США, Чехия и Япония)[15]. Одни из этих ламп позиционировались как точные копии 300B, выпущенные на историческом оборудовании Western Electric, другие — как недорогие замены оригинала, третьи — как его умощнённые, усовершенствованные производные. Выпускаемая с 2015 года лампа германской компании ELROG и вовсе имеет не оксидный, а торированный катод — что, по мнению ван дер Валле, не позволяет причислять её к семейству 300В[15]. Китайские лампы 1990-х годов отличались неприемлемо коротким, порядка 500 часов, сроком службы, а лампы саратовского «Рефлектора» — аномальными, нехарактерными для прямонакальных триодов вольт-амперными характеристиками и чрезмерными нелинейными искажениями[18]. Разброс характеристик ламп-новоделов столь велик, что уместно говорить не о «копиях 300B», а о целом семействе ламп современной разработки, использующих имя легендарной лампы[18].Шаблон:-

Файл:Cary Audio CAD-300SEI Integrated Amplifier (headphone amp) corrected.jpg
Интегрированный УНЧ начального уровня Шаблон:Нп5 (США) на сверхмощныхШаблон:Переход лампах 300B-XLS производства Emission Labs (Чехия). Традиционная трёхкаскадная схемотехника, предварительные каскады на 6SN7[19]

Применение лампы в конце XX — начале XXI веков

Подавляющее большинство серийных устройств на 300B — однотактные усилители мощности звуковой частотыШаблон:Sfn. Усилители конца XX века, как правило, представляли собой примитивные, схемотехнически простейшие конструкцииШаблон:Sfn. Выходной триод типичного УНЧ этого поколения нагружен на сопротивление в диапазоне 2,5…3,5 кОм; автоматическое (катодное) смещение стабилизирует ток покоя 300В на уровне примерно 60 мАШаблон:Sfn. Сетка триода раскачивается двумя каскадами предварительного усиления с ёмкостными связями. Отсутствие общей отрицательной обратной связи делает такой усилитель крайне чувствительным к линейности выходного триода и к качеству выходного трансформатораШаблон:Sfn.

Прямонакальные триоды 2A3 и 300B эпизодически применяются в качестве предвыходных каскадов (драйверов) УНЧ на особо мощных триодах[20]. Например, в серийном однотактном УНЧ Audio Note Ankoru (середина 1990-х годов) предвыходная 300B, нагруженная межкаскадным трансформатором, раскачивает сетки двух параллельно включённых передающих триодов Шаблон:Нп5[20]. Конструктор усилителя планировал использовать в роли драйвера триод 2A3, но не сумел обуздать свойственные новодельным 2A3 случайные флуктуации тока[20]. Единственной серийно производимой альтернативой стала 300B[20].

Японский конструктор Сусуму Сакума неоднократно публиковал в MJ Audio Technology Magazine экзотические авторские конструкции фонокорректоров и предварительных усилителей на 300В[21]. Сакума традиционно применяет трансформаторную связь каскадов, питание прямонакальных катодов нестабилизированным постоянным током и активные ламповые шунты (в том числе на триодах 300B) для фильтрации помех по цепи питания[21].

В серийных предусилителях, производимых за пределами Японии, по состоянию на 2008 год 300B применялась лишь дважды: в балансном Reference 2 гонконгской компании Audio Space и в однофазном Neo-Classic американской Manley Laboratories[22]. 300В плохо подходит для усиления малых сигналов: коэффициент усиления лампы слишком низок (μ ≈ 3,8), внутриламповые шумы — слишком высоки, лампа подвержена сильному микрофонному эффекту и чувствительна к внешним электромагнитным помехам[22]. Поэтому в обеих названных моделях основное усиление осуществляет входной каскад на 6SL7, нагруженный на сетку 300B. В предусилителе Audio Space между 300B и выходным разъёмом включён и третий каскад — катодный повторитель на той же 6SL7[22].Шаблон:-

Электрические характеристики

Характеристики Western Electric 300B

Показатель Единица
измерений		 Предельные
эксплуатационные данныеШаблон:Переход		 Номинальные режимы Рекомендованные производителем режимы (данные 1950 годаШаблон:Sfn)
Однотактный УНЧ в режиме А1 Двухтактный УНЧ в режиме А1
Данные 1939 годаШаблон:Sfn Данные 1950 годаШаблон:Sfn Данные 1939 годаШаблон:Sfn Данные 1950 годаШаблон:Sfn Вариант I Вариант II Вариант I Вариант II
Напряжение на аноде В 450 400 300 350 300 350 300 350
Напряжение смещения на сетке В −61 −74 −61 −74 −61 −67,5
Ток анода мА 70 или 100[к. 1] 100 60 60
Мощность, рассеиваемая на аноде Вт 40 36
Внутреннее сопротивление Ом 700 790 740 790 740 н.д.
Крутизна характеристики мА/В 5,5 5,0 5,3 5,0 5,3 н.д.
Коэффициент усиления 3,85 3,9 3,9 3,9 3,9 3,9
Сопротивление нагрузки Ом 3000 4000 4000 4000
Амплитуда напряжения сигнала на сетке В 61 74 122[к. 2] 135[к. 2]
Ток покоя каскада мА 62 60 100 170
Максимальный ток, потребляемый каскадом мА 74 77 150 200
Выходная мощность Вт 8 6 7 10 20
Коэффициент нелинейных искажений на максимальной мощности % 5 5 4,5 2

Предельные эксплуатационные данные

В документации Western Electric разных лет выпуска приведены различные значения предельно допустимых напряжений и мощностей. В 1930-е годы производители США декларировали абсолютные максимальные значения (Шаблон:Lang-en) — предельные значения эксплуатационных параметров, которые нельзя было превышать ни при каких обстоятельствах, даже в самых тяжёлых условиях эксплуатации[23]. Абсолютные максимальные напряжение и мощность рассеяния на аноде 300B, по документации 1930-х годов, равны 450 В и 40 Вт; превышение любого из этих показателей приводит к ускоренному старению лампы или к катастрофическому отказуШаблон:Sfn. В конце 1939 года промышленность США отказалась от декларирования абсолютных максимальных значений; вместо них в документации стали указывать средние расчётные предельные значения (Шаблон:Lang-en) — предельные величины нормального режима эксплуатации с десятипроцентным запасом на вероятные отклонения напряжения электрической сети от стандарта[23][24][к. 3]. В новой системе напряжение и мощность рассеяния на аноде 300B были ограничены меньшими значениями — 400 В и 36 Вт соответственно; сами же лампы не изменилисьШаблон:Sfn.

Предельно допустимые показатели ламп-новоделов могут быть и выше, и ниже показателей оригинала. Лишь некоторые новоделы полностью взаимозаменяемы с WE 300B. Например, особо мощная лампа Emission Labs 300B-XLS характеризуется допустимой мощностью рассеяния на аноде 55 Вт, а оптимальная с точки зрения долговечности мощность не должна превосходить 43 Вт[25]. Для «обычной» 300B того же производителя эти показатели составляют 36 и 33 Вт[26], а для «премиумной» 300B-MESH с плетёным анодом — всего 28 и 22 Вт. Такая лампа не может быть использована в большинстве УНЧ на классической 300B[27].

Питание накала

Катоды всех вариантов 300B требуют питания постоянным или переменным напряжением 5,0 В. Ток накала не нормируется; на практике у ламп-новоделов 1990-х годов он составляет от 1,07 до 1,61 АШаблон:Sfn. Дифференциальное сопротивление раскалённого катода составляет примерно 5…6 Ом, сопротивление холодного катода — около 1 Ом, поэтому начальный ток накала может в 6…8 раз превышать номинальное значение[28]. Допустимый интервал напряжения накала в документации Western Electric не указывался; упоминалось лишь, что оно «должно быть настолько близко к номинальному значению, насколько это возможно»Шаблон:Sfn. Другие производители мощных ламп с оксидными катодами обычно предписывали, чтобы напряжение накала отклонялось от номинала не более чем на ±5 %[29]. Отклонения свыше этих пределов, но не более +15 % от номинала, допустимы ценой уменьшения срока службы лампы (каждый 1 % перекала снижает срок службы на 3 %)[30]. Перекал свыше 15 % приводит к катастрофическому разрушению катода[30].

С точки зрения надёжности и стоимости предпочтительно традиционное питание накала переменным напряжением от отдельной накальной обмотки с виртуальной или реальной (именно этот вариант рекомендовала Western ElectricШаблон:Sfn) средней точкой. Внутреннее сопротивление и нелинейность магнитопровода трансформатора ограничивают пусковой ток; «левое» и «правое» плечи нити накала работают в равных условиях. Недостаток классической схемы — неизбежное прохождение сетевого фона на выход усилителя. В двухтактных УНЧ фон можно снизить до пренебрежимо малых величин, менее 1 мВ на вторичной обмотке выходного трансформатора; в однотактных УНЧ достижим уровень фона порядка 5 мВШаблон:SfnШаблон:Ref+. Наименьшим фоном (3 мВ) отличаются лампы-новоделы, в которых напряжение накала подаётся в буквальном смысле на левое и правое плечи W-образного катодаШаблон:Sfn. В оригинальной WE 300B один из полюсов накальной обмотки подключён к средней точке катода — такая конфигурация более подвержена сетевому фонуШаблон:Sfn.

Для полного устранения сетевого фона может быть применено питание накала от вторичного источника переменного напряжения ультразвуковой частоты либо питание от стабилизатора постоянного напряжения или тока. Во избежание проникновения помех в сигнальную цепь стабилизатор следует подключать по схеме с виртуальной средней точкой; заземление одного из выводов катода нежелательно. Недостаток всех схем питания постоянным напряжением или током — асимметрия режимов работы «холодного» и «горячего» плеч нити накала, сокращающая срок службы лампы. Чем ниже токоотбор с «холодного» плеча, тем быстрее оно стареет, поэтому применение накальных стабилизаторов оправдано только тогда, когда лампа работает в режиме полной мощности. Выбор между стабилизацией напряжения и стабилизацией тока — спорная, неоднозначная тема. Стабилизаторы тока, с точки зрения их сторонников, предпочтительнее, так как якобы не влияют на протекание сигнальных токов через нить накала. Противники этого подхода, например, чешский производитель 300B Emission Labs, утверждают, что использование стабилизаторов тока само по себе не влияет на звуковой почерк лампы. Однако оно чрезмерно затягивает прогрев катода (в наихудшем случае лампа может вообще не выйти на штатный режим), что делает обязательной задержку анодного питания, и требует индивидуальной настройки под каждую лампу[30].

Начальный прогрев

Субъективно воспринимаемый звуковой почерк новой лампы и в меньшей степени её объективно измеримые характеристики отличаются от почерка и характеристик «прогретой», приработанной лампы. Минимальный период начального прогрева 300В с катодом, легированным кальцием и прошедшим на заводе-изготовителе полноценную активацию и электротермотренировку, составляет, по разным данным, от 50[31] до 200Шаблон:Sfn часов под нагрузкой. За это время на поверхности раскалённого катода формируется стабильная структура оксида; локальные неравномерности эмиссии снижаются до минимума, лампа достигает «пика формы»[31][32]. Затем начинается медленное, необратимое старение оксидного слоя[31][32]. Если производитель не использовал легирование кальцием, то период прогрева существенно удлиняется: например, уайтнеровская Western Electric рекомендовала прогрев в течение как минимум 500 часов[32]. Такие лампы стареют намного медленнее кальцинированных[32].

Выбор режима. Нелинейные искажения

Шаблон:Кратное изображение

300B используется исключительно в усилительных каскадах класса А1 — при отрицательных смещениях на сетке, исключающих протекание сеточных токовШаблон:Sfn. Документация Western Electric 1930-х годов рассматривала несколько десятков различных режимов работы однотактного УНЧ на 300B, в диапазоне анодных напряжений от 200 до 450 В и токов покоя от 30 до 80 мАШаблон:Sfn. С увеличением анодного напряжения на каждые 50 В выходная мощность при работе на согласованную нагрузку возрастает примерно на 2 Вт; абсолютный максимум выходной мощности в 17,8 Вт достигается при напряжении на аноде 450 В, токе анода 80 мА и сопротивлении нагрузки 2 кОмШаблон:SfnШаблон:Sfn. Однако режимы максимальной выходной мощности отличаются наибольшими нелинейными искажениями и поэтому нежелательны в высококачественной аппаратуреШаблон:SfnШаблон:Sfn. Для снижения КНИ до величины не более 5 % следует увеличить сопротивление нагрузки примерно вдвое, до 3…5 кОм в зависимости от выбранного режима; максимальная выходная мощность при этом снижается до 7…10 ВтШаблон:SfnШаблон:Sfn. Чем больше ток покоя и чем больше напряжение на аноде, тем эффективнее эта мера снижает искажения, особенно уровень неблагозвучной третьей гармоникиШаблон:Sfn.

Приведённые в справочных данных величины КНИ — предельные значения, соответствующие максимальной выходной мощности. С уменьшением амплитуды управляющего напряжения (и соответственно выходной мощности) КНИ уменьшается: коэффициент второй гармоники (F2) падает пропорционально амплитуде входного сигнала, коэффициент третьей (F3) — пропорционально её квадратуШаблон:Sfn. Поэтому для любого значения управляющего напряжения, не превосходящего напряжение смещения, эти коэффициенты можно рассчитать простым делением табличных значений F2m и F3mШаблон:Sfn. Испытания реальных УНЧ на 300В производства «Светланы», проведённые в 1999 году, подтверждают теорию и основанные на ней и на табличных данных Western Electric модели лампы в PSpiceШаблон:Sfn. В диапазоне выходных мощностей 0,2…10Вт КНИ УНЧ с нагрузкой 5 кОм растёт пропорционально амплитуде входного сигнала, с примерно 0,3 % до 3,5 %Шаблон:Sfn. Выше порога в 10 Вт начинается ограничение сигнала, КНИ резко возрастаетШаблон:Sfn. Такое совпадение параметров лампы-новодела и оригинальной WE 300B само по себе весьма редко[18]. Лампы производства 1990-х годов, за редким исключением, не были равноценны оригиналу ни по электрическим характеристикам, ни даже по габаритным размерам[18]. 300B производства «Светланы» превосходили лампы Western Electric по показателям выходной мощности и нелинейных искажений, а у 300B производства «Рефлектора» те же показатели были неудовлетворительными — не более 4…5 Вт при 5 % искажений[18].

Комментарии

Шаблон:Примечания

Примечания

Шаблон:Примечания

Источники

Шаблон:Хорошая статья

Партнерские ресурсы
Криптовалюты
Магазины
Хостинг
Разное

  1. ↑ 1,0 1,1 Шаблон:Публикация
  2. ↑ 2,0 2,1 Шаблон:Публикация
  3. ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 Шаблон:Публикация
  4. ↑ 4,0 4,1 Шаблон:Публикация
  5. ↑ 5,0 5,1 Шаблон:Публикация
  6. ↑ 6,0 6,1 Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Roberts не указан текст
  7. ↑ Шаблон:Публикация
  8. ↑ 8,0 8,1 Шаблон:Публикация
  9. ↑ 9,0 9,1 9,2 9,3 9,4 9,5 9,6 Шаблон:Публикация
  10. ↑ Шаблон:Публикация
  11. ↑ Шаблон:Публикация
  12. ↑ 12,0 12,1 12,2 Шаблон:Публикация
  13. ↑ 13,0 13,1 Шаблон:Публикация
  14. ↑ 14,0 14,1 14,2 14,3 14,4 14,5 Шаблон:Публикация
  15. ↑ 15,0 15,1 15,2 Шаблон:Cite web
  16. ↑ Шаблон:Публикация
  17. ↑ Шаблон:Cite web
  18. ↑ 18,0 18,1 18,2 18,3 18,4 Шаблон:Статья
  19. ↑ Шаблон:Публикация
  20. ↑ 20,0 20,1 20,2 20,3 Шаблон:Публикация
  21. ↑ 21,0 21,1 Шаблон:Cite web
  22. ↑ 22,0 22,1 22,2 Шаблон:Публикация
  23. ↑ 23,0 23,1 Шаблон:Книга
  24. ↑ Шаблон:Публикация
  25. ↑ Шаблон:Cite web
  26. ↑ Шаблон:Cite web
  27. ↑ Шаблон:Cite web
  28. ↑ Шаблон:Cite web
  29. ↑ Шаблон:Cite web
  30. ↑ 30,0 30,1 30,2 Шаблон:Cite web
  31. ↑ 31,0 31,1 31,2 Шаблон:Cite web
  32. ↑ 32,0 32,1 32,2 32,3 Шаблон:Публикация


Ошибка цитирования Для существующих тегов <ref> группы «к.» не найдено соответствующего тега <references group="к."/>

Источник — http://wikihandbk.com/ruwiki/index.php?title=Русская_Википедия:300B&oldid=8546000