لماذا تستخدم مضخمات Demograf Audio محولات الخرج

يكاد كل مضخم صمامي يضم محول خرج بين صماماته وأطراف مكبرات الصوت. وتستغني عنه عائلة صغيرة من التصاميم تُعرف باسم OTL. يشرح هذا الدليل ما هو مضخم OTL، ولماذا تحتاج الصمامات إلى محول أصلًا، وكيف تستغني تصاميم OTL عنه وما ثمن ذلك، ولماذا يُبنى كل مضخم صمامي من Demograf Audio بمحولات خرج.

ما هو مضخم OTL؟

الاختصار OTL يعني «بلا محول خرج» (Output Transformerless). في مضخم OTL الصمامي تقود صمامات الخرج مكبر الصوت أو سماعات الرأس مباشرة، عبر مكثف ربط أو بتوصيل مباشر، دون محول بينهما. والفكرة ليست جديدة: فقد طُورت مضخمات قدرة OTL لمكبرات الصوت في الخمسينيات، والدوائر المرتبطة باسم Julius Futterman أمثلة مبكرة معروفة. واليوم توجد تصاميم OTL أساسًا في مضخمات سماعات الرأس الصمامية، وفي عدد قليل من مضخمات مكبرات الصوت والمضخمات أحادية القناة.

لماذا تحتاج المضخمات الصمامية إلى محول خرج؟

صمام القدرة عنصر عالي الجهد منخفض التيار. فهو يعمل على حمل من آلاف الأومات، بجهود من مئات الفولتات وتيارات من عشرات إلى مئات الملي أمبير. ومكبر الصوت على العكس: حمل منخفض الجهد عالي التيار بمعاوقة اسمية من 4 إلى 8 Ω، وأحيانًا أقل. وإذا وُصل صمام خرج نموذجي مباشرة بمكبر صوت 8 Ω، فلن يتحول من تأرجح جهده إلى قدرة مفيدة إلا القليل جدًا.

محول الخرج يحل هذه المشكلة. فنسبة المعاوقة فيه تساوي مربع نسبة اللفات، لذا فإن محولًا فيه 25 لفة في الملف الابتدائي مقابل كل لفة في الملف الثانوي يحوّل المعاوقة بنسبة 625 إلى 1: فيبدو مكبر الصوت ذو 8 Ω للصمام كأنه نحو 5,000 Ω. وفي الوقت نفسه يعزل المحول مكبر الصوت عن الجهد المستمر العالي على الصمام، ويمكن لملفات أو مآخذ منفصلة أن تواءم أحمال 4 Ω أو 8 Ω أو 16 Ω.

وللمحول أثمانه أيضًا. فهو يحد عرض النطاق عند طرفي المدى، ويضيف إزاحة في الطور وقدرًا من التشوه الخاص به، ويجب ألا يتشبع قلبه، وهو ما يعني في المضخم أحادي الطرف قلبًا بفجوة هوائية وقطعة كبيرة وثقيلة. وتحدد جودته جانبًا كبيرًا من الجهير وامتداد الترددات العالية وطابع المضخم الصمامي.

كيف يعمل مضخم OTL دون محول خرج؟

على تصميم OTL أن يخفض معاوقة خرج صماماته حتى تقترب من معاوقة الحمل. والطرق المعتادة هي:

• صمامات قدرة ثلاثية منخفضة المعاوقة. يفضّل مصممو OTL صمامات صُنعت في الأصل لمزودات القدرة المنظَّمة، مثل الصمامين الثلاثيين المزدوجين 6AS7G و6080 والصمام 6C33C، لأن مقاومتها الداخلية أقل بكثير من مقاومة صمامات الخرج الصوتية المعتادة.
• صمامات كثيرة على التوازي. توصيل الصمامات على التوازي يقسم معاوقة خرجها ويجمع تياراتها. وعادة ما يستخدم مضخم OTL لمكبرات الصوت عدة صمامات خرج لكل قناة، وتستخدم المضخمات أحادية القناة الكبيرة عددًا أكبر.
• دوائر دفع-سحب. تستخدم معظم مضخمات قدرة OTL ترتيبات دفع-سحب (Push-Pull)، مثل دائرة العمود الطوطمي (totem-pole) أو دائرة circlotron، كي تتوازن تيارات السكون في الصمامات ولا يسري تيار ثابت في مكبر الصوت.
• التغذية الراجعة السالبة. تستخدم تصاميم OTL كثيرة تغذية راجعة سالبة لخفض معاوقة الخرج أكثر.

ومع ذلك تبقى معاوقة خرج مضخم OTL لمكبرات الصوت عادة أعلى من معاوقة خرج المضخم الترانزستوري، وتنخفض القدرة التي يقدمها كلما انخفضت معاوقة الحمل.

ما معاوقة مكبرات الصوت المناسبة لمضخم OTL؟

كلما كانت المعاوقة أعلى وأكثر استواءً كان الأمر أسهل. فمضخم OTL يقدم قدرة أكبر ويحافظ على تحكم أمتن مع المعاوقة الأعلى، لذا يوصي صانعو مضخمات OTL عادة بمكبرات صوت بمعاوقة اسمية 8 Ω أو أكثر، ويفضّل كثير من المالكين تصاميم 16 Ω أو مكبرات صوت لا تنخفض معاوقتها كثيرًا عن القيمة الاسمية. أما مكبر الصوت ذو 4 Ω مع انخفاضات عميقة في المعاوقة فهو في العموم مواءمة ضعيفة. ويضيف بعض المالكين محولًا ذاتيًا لمواءمة المعاوقة بين المضخم ومكبر الصوت، فيعيد ذلك قطعة مغناطيسية ملفوفة إلى مسار الإشارة.

أما سماعات الرأس فحكاية أخرى. فمعاوقة كثير من سماعات الرأس الديناميكية تتراوح من 250 إلى 600 Ω، وهو حمل يناسب مرحلة OTL صغيرة جيدًا، ولهذا تعتمد مضخمات سماعات رأس صمامية كثيرة تصميم OTL. أما سماعات الرأس منخفضة المعاوقة، وكثير من طرز Planar، فهي حمل أصعب للسبب نفسه الذي يجعل مكبرات الصوت منخفضة المعاوقة أصعب. وفي المضخم الصمامي ذي محول الخرج يؤخذ مخرج سماعات الرأس عادة من أحد ملفات المحول، فيناسب سماعات الرأس منخفضة المعاوقة وعالية المعاوقة معًا؛ ويشرح دليلنا عن المضخمات لسماعات الرأس ومكبرات الصوت المزيد.

مضخم OTL أم مضخم مقترن بمحول: المفاضلة

ما الذي يحبه المالكون عادة في مضخم OTL

توصف مضخمات OTL عادة بالسرعة والانفتاح والشفافية، مع ترددات عالية ممتدة ومباشرة يعزوها مالكوها إلى غياب المحول. فمن دونه يتحدد عرض نطاق المضخم بالدائرة لا بالملفات.

ما الذي يجده المالكون صعبًا عادة

• الحرارة واستهلاك الطاقة. صمامات الخرج الكثيرة العاملة بتيار مرتفع تنتج حرارة كبيرة قياسًا بالقدرة المقدَّمة.
• عدد الصمامات ومطابقتها. مزيد من الصمامات يعني مزيدًا مما يجب مطابقته ومراقبته واستبداله، ومزيدًا من إعدادات الانحياز التي تحتاج إلى فحص.
• اختيار مكبرات الصوت. تفضيل المعاوقة الأعلى يضيّق نطاق مكبرات الصوت التي تعمل معه جيدًا.
• التحكم في الجهير. مع معاوقة خرج أعلى يوصف الجهير في بعض مكبرات الصوت بأنه أقل تماسكًا.

هل مضخم OTL آمن على مكبرات الصوت؟

المضخم المصمم جيدًا آمن، لكن السؤال في محله. ففي المضخم المقترن بمحول يكون مكبر الصوت معزولًا عن الجهد المستمر العالي في مرحلة الخرج: إذ لا يستطيع المحول نقل التيار المستمر من ملفه الابتدائي إلى الثانوي. أما في مضخم OTL فيتصل مكبر الصوت بمرحلة الخرج نفسها، عبر مكثف أو مباشرة. وفي التصميم المقترن مباشرة قد يؤدي تعطل صمام أو انجراف الانحياز إلى دخول تيار مستمر إلى الملف الصوتي. لذلك تتضمن تصاميم OTL المتأنية وسائل حماية، مثل منصهرات الخرج أو دوائر تكتشف التيار المستمر وتفصل مكبر الصوت عبر مرحّل، ويطلب صانعوها فحص الانحياز دوريًا. وجهود التغذية في الداخل عالية، كما في أي مضخم صمامي، والصيانة من شأن فني مؤهل.

لماذا تستخدم مضخمات Demograf Audio محولات الخرج

كل مضخم صمامي في مجموعتنا يقود مكبرات الصوت عبر محولات خرج. وتنبع الأسباب من طريقة بنائنا لها.

• المرحلة أحادية الطرف تحتاج إليه. مضخماتنا في نسختها القياسية أحادية الطرف (Single-Ended) في الفئة A الخالصة: بالصمامات الثلاثية 45 و2A3 و300B و3C24 وG-811، وبصمام 845 أو 211 أو 805 في Endymion، وبصمام ثلاثي GM-70 / صمام خماسي GK-71 الإرساليين في Ether، وبالصمامات الخماسية 4E27 في Tantal Senior. وهي صمامات عالية الجهد صُممت للعمل على أحمال من آلاف الأومات، كما أن المرحلة أحادية الطرف لو وُصلت مباشرة لأرسلت تيار السكون عبر الملف الصوتي. ونسخة دفع-سحب المتاحة حسب الطلب تحتفظ هي الأخرى بمحول الخرج.
• مكبرات صوت وسماعات رأس مألوفة. بفضل محولات الخرج تُلف مضخماتنا في النسخة القياسية لمكبرات صوت 8 Ω، مع إمكانية 4 Ω أو 16 Ω حسب الطلب، وكل واحد منها مبني لقيادة مكبرات الصوت وسماعات الرأس معًا.
• المحول جزء من الضبط السمعي. تُلف المحولات في مضخماتنا خصيصًا؛ ففي Tantal Senior مثلًا يحدد محول الربط بين المراحل M034 ومحول الخرج M062 طابع الدائرة.
• لا تيار مستمر عند أطراف مكبرات الصوت. يُبقي المحول مكبر الصوت معزولًا عن مصدر الجهد العالي لصمامات الخرج.

وفي المقابل يطلب محول الخرج شيئًا من مكبر الصوت: فالمضخم أحادي الطرف يتلاءم مع مكبرات الصوت الحساسة ذات منحنى المعاوقة المستوي. ويشرح دليلنا أحادي الطرف أم دفع-سحب كيف تغير البنية ذلك، ويصف دليل مكبرات الصوت للمضخمات أحادية الطرف ما ينبغي البحث عنه.

أي أجهزة Demograf Audio يناسبك

• مكبرات صوت عالية الحساسية وسماعات رأس من هيكل واحد: مضخم Solaria (45، 2 W) أو Eurybia (2A3، 2 W) أو Atlas (300B، 5 W).
• سماعات رأس كهروستاتيكية إلى جانب مكبرات الصوت: مضخم Tantal (3C24، 3 W) بمخرج مدمج من نوع STAX؛ وانظر أيضًا مضخمات سماعات الرأس الكهروستاتيكية.
• غرف أكبر أو مكبرات صوت أقل حساسية: مضخم Helios MkII (G-811، 15 W)، أو Endymion (845 أو 211 أو 805، من 15 إلى 25 W)، أو Ether (صمام ثلاثي GM-70 / صمام خماسي GK-71، 25 W)، أو Tantal Senior (4E27، 30 W).
• مكبرات صوت منخفضة المعاوقة يصعب على المضخم الصمامي قيادتها: مضخمانا الترانزستوريان Bellerophon (الفئة AB) وHades (الفئة D)، وكلاهما مستقر مع أحمال من 4 إلى 16 Ω.

إذا كانت سماعات الرأس أولويتك، فتصفح مضخمات سماعات الرأس لدينا. يصنع Dmitriy Gubchenko كل مضخم حسب الطلب في كازاخستان، ويُسلَّم مع تقرير قياس خاص به. أخبرنا بمكبرات الصوت وسماعات الرأس لديك، وسنقترح المضخم وملف الخرج المناسبين لها.