أحادي الطرف أم دفع-سحب: ما الذي يتغير في الصوت وفي مكبرات الصوت

على كل مضخم صمامي أن يحسم سؤالًا واحدًا عند مرحلة الخرج: هل يحمل صمام واحد إشارة الموسيقى كاملة، أم يتقاسمها صمامان؟ يقسم الجواب المضخمات الصمامية إلى تصاميم أحادية الطرف (Single-Ended) وتصاميم دفع-سحب (Push-Pull)، ويحدد قدرتها وتشوهها ووزنها ومكبرات الصوت التي تناسبها. يشرح هذا الدليل الفرق بلغة بسيطة، ويصف كيف يُسمع كل منهما عادة، ويبين كيف نبني مضخماتنا.

ما هو المضخم أحادي الطرف؟

في مرحلة الخرج أحادية الطرف يضخم صمام واحد، أو عدة صمامات متماثلة على التوازي، شكل الموجة كاملًا: النصف الموجب والنصف السالب من كل دورة. ولكي يفعل ذلك دون أن يقطع جزءًا من الإشارة، يجب أن يبقى الصمام موصلًا طوال الوقت، لذا تعمل المرحلة أحادية الطرف دائمًا في الفئة A. وحين يكون صمام الخرج ثلاثيًا يُسمى التصميم SET، أي الصمام الثلاثي أحادي الطرف. فالمضخم «أحادي الطرف من الفئة A» ليس نوعًا خاصًا إذن: فمرحلة القدرة أحادية الطرف لا يمكن أن تعمل إلا في الفئة A.

تيار السكون في الصمام، الذي يسري حتى في الصمت، يسري أيضًا في الملف الابتدائي لمحول الخرج. هذا التيار المستمر يمغنط القلب، ولمنع القلب من التشبع يُبنى بفجوة هوائية. والفجوة تخفض محاثة الملف، فيحتاج المحول إلى عدد أكبر من اللفات وحديد أكثر كي يحافظ على جهير كامل. لذلك يكون محول الخرج أحادي الطرف أكبر وأثقل من محول دفع-سحب بالقدرة نفسها، ويقع فيه جزء كبير من كلفة المضخم أحادي الطرف الجيد ووزنه.

ما هو مضخم دفع-سحب؟

في مرحلة دفع-سحب يعمل صمامان، أو مجموعتان من الصمامات، بطورين متعاكسين. ويغذيهما مقسم الطور بإشارتين متناظرتين كصورة المرآة: حين يزيد تيار أحد الصمامين يقل تيار الآخر. وتُجمع مخرجاتهما في محول خرج له مأخذ وسطي في ملفه الابتدائي، ويتصل كل صمام بأحد نصفيه. ولهذا الترتيب ثلاث نتائج مهمة.

• يتلاشى التيار المستمر في القلب. يسري تيارا السكون للصمامين في اتجاهين متعاكسين عبر نصفي الملف الابتدائي، فيلغي أثراهما المغنطيسيان أحدهما الآخر إلى حد كبير. ولا يحتاج المحول إلا إلى فجوة صغيرة أو لا يحتاج إليها، ويمكن أن يكون أصغر للقدرة نفسها.
• تتلاشى التوافقيات الزوجية. نواتج التشوه من الرتب الزوجية، وأولها التوافقية الثانية، تُلغى في المحول بقدر تطابق النصفين. أما التوافقيات الفردية، وأهمها الثالثة، فتبقى. ويضعف الطنين القادم من مزود القدرة الذي يصل إلى الصمامين بالتساوي بالطريقة نفسها.
• يمكن للمرحلة أن تتجاوز الفئة A. لأن كل صمام يستطيع أن يسلّم الإشارة إلى شريكه عند الإشارات الكبيرة، يمكن لمرحلة دفع-سحب أن تعمل في الفئة AB، حيث يتوقف كل صمام عن التوصيل خلال جزء من الدورة. وهذا يرفع الكفاءة والقدرة بدرجة كبيرة. ويمكن لمضخم دفع-سحب أيضًا أن يعمل في الفئة A الخالصة، مع بقاء الصمامين موصلين طوال الوقت.

الفرق بين الفئة A والفئة AB

في الفئة A توصل صمامات الخرج طوال الدورة ولا تنطفئ أبدًا. لا تنتقل الإشارة من عنصر إلى آخر، فلا توجد منطقة تقاطع، لكن تيار السكون مرتفع ويتحول معظم قدرة التغذية إلى حرارة. والحد النظري في الكتب الدراسية لكفاءة مرحلة الفئة A المقترنة بمحول هو 50%، وتبقى مرحلة الصمام الثلاثي أحادي الطرف الفعلية دونه بكثير.

في الفئة AB يوصل كل صمام من زوج دفع-سحب أكثر من نصف الدورة وأقل من كاملها. عند المستويات المنخفضة يتصرف كالفئة A؛ وفي المقاطع الأعلى صوتًا يستريح كل صمام خلال جزء من الدورة بينما يحمل الآخر الإشارة. فترتفع الكفاءة والقدرة، ويقل العبء على الصمامات ومزود القدرة عند خرج معين. والثمن منطقة انتقالية يسلّم فيها أحد الصمامين الإشارة إلى الآخر. ويُبقيها ضبط الانحياز بعناية والصمامات المتطابقة صغيرة، لكنها تغير طابع التشوه.

أحادي الطرف أم دفع-سحب: مقارنة جنبًا إلى جنب

كيف يبدو صوتهما؟ الصمام الثلاثي أحادي الطرف مقابل دفع-سحب

تتوقف الانطباعات السمعية على الدائرة ومحول الخرج والنظام بقدر لا يقل عن توقفها على البنية نفسها، لذا خذ ما يلي على أنه ميول يصفها المالكون والنقاد عادة، لا قواعد ثابتة.

• الصمام الثلاثي أحادي الطرف. يوصف عادة بالحضور المباشر والحميمية، مع ترددات وسطى كثيفة غنية الألوان، ونغمة طبيعية للأصوات البشرية والآلات الصوتية، وتفاصيل دقيقة عند المستويات المنخفضة. وتوصف حدوده عادة بتحكم أنعم في الجهير، وبإجهاد مسموع حين يُدفع إلى ما بعد قدرته.
• دفع-سحب. يوصف عادة بجهير أمتن وأعمق، ومدى ديناميكي أوسع، وعرض أنقى عند المستويات المرتفعة. يجده بعض المستمعين أقل حيوية في الترددات الوسطى من مضخم SET جيد؛ ويرى آخرون أن مضخم دفع-سحب جيدًا بصمامات ثلاثية يجمع كثيرًا من مزايا الاثنين.

جزء من التفسير قابل للقياس. فالمرحلة أحادية الطرف تحتفظ بتوافقيتها الثانية، التي تُسمع عادة امتلاءً لا خشونة، ويرتفع تشوهها تدريجيًا لا فجأة. أما مرحلة دفع-سحب فتلغي تلك التوافقية ولديها احتياطي أكبر من القدرة، فتواجه المقاطع الصاخبة بإجهاد أقل. ويؤدي التفاعل بين معاوقة خرج المضخم ومكبر الصوت دورًا كبيرًا أيضًا، كما يوضح القسم التالي.

معاوقة الخرج ومواءمة مكبرات الصوت

المضخم ذو معاوقة الخرج المرتفعة لا يُبقي الجهد عند أطراف مكبر الصوت ثابتًا. فتتبع استجابته الترددية منحنى معاوقة مكبر الصوت: حيث ترتفع المعاوقة، عند رنين الجهير أو حول نقطة تقسيم الترددات، يرتفع المستوى قليلًا؛ وحيث تنخفض، ينخفض المستوى. ويتحكم المضخم أيضًا بدرجة أقل في حركة المخروط نفسه، وهو ما يُسمع جهيرًا أكثر ارتخاءً.

المقاومة الداخلية للصمام الثلاثي منخفضة نسبيًا بين الصمامات، لكن المضخم أحادي الطرف بصمام ثلاثي يعمل عادة بقدر قليل من التغذية الراجعة السالبة أو دونها، فتبقى معاوقة خرجه مرتفعة نسبيًا. ويكون معامل التخميد، أي نسبة معاوقة مكبر الصوت إلى معاوقة خرج المضخم، عادة في خانة الآحاد. أما مضخمات دفع-سحب، خاصة تلك التي تستخدم صمامات خماسية أو رباعية حزمية، فتستخدم عادة تغذية راجعة سالبة وتبلغ معاوقة خرج أقل. ولهذا فإن اختيار البنية هو في الحقيقة اختيار لمكبر الصوت.

• مع المضخم أحادي الطرف ابحث عن حساسية عالية، نحو 93 dB فأكثر لصمام 300B وأعلى من ذلك للصمامات الثلاثية بقدرة 2 W، وعن منحنى معاوقة مستوٍ نسبيًا عند 8 Ω أو أكثر. ومكبرات الصوت بوحدة صوت واحدة وتلك المحمّلة ببوق شركاء تقليديون. ويتناول دليلنا عن مكبرات الصوت للمضخمات أحادية الطرف التفاصيل، ويبين مقال صمامات القدرة الثلاثية في المضخمات أحادية الطرف علاقة الحساسية بالقدرة.
• مع مضخم دفع-سحب يتسع النطاق: مكبرات صوت أقل حساسية، وغرف أكبر، وتصاميم متعددة المسارات بمقسمات ترددات معقدة، وأحمال تنخفض معاوقتها إلى قيم منخفضة.

ولملف محول الخرج أهميته كذلك. فحين يوفر المضخم ملفات لـ 4 Ω و8 Ω و16 Ω، يكون الملف الأقرب إلى المعاوقة الفعلية لمكبر الصوت عادة هو الاختيار المناسب للقدرة والتحكم معًا.

الانحياز ومطابقة الصمامات

ثمة سؤال مرتبط هو طريقة انحياز صمامات الخرج. في انحياز المهبط، الذي يُسمى غالبًا الانحياز التلقائي أو الذاتي، تحدد مقاومة في دائرة المهبط نقطة التشغيل ويضبط الصمام نفسه إلى حد كبير؛ وهو شائع في المضخمات أحادية الطرف ولا يحتاج إلى ضبط. وفي الانحياز الثابت يحدد مصدر سالب منفصل جهد الشبكة؛ ويمكنه أن يستخرج قدرة أكبر من الصمام نفسه، لكن الانحياز يحتاج إلى فحص مع تقادم الصمامات. فمضخم Tantal Senior مثلًا يستخدم انحيازًا ثابتًا. وتحتاج مرحلة دفع-سحب كذلك إلى توازن نصفيها، لذا تُبنى بأزواج متطابقة، وفي تصاميم الانحياز الثابت يُضبط تيار كل صمام ويُفحص. أما المضخم أحادي الطرف فلا زوج فيه يحتاج إلى موازنة، وهذا أحد أسباب سهولة تبديل الصمامات فيه كما يجد المالكون.

أيهما يناسبك؟

• اختر أحادي الطرف إذا كانت مكبرات الصوت لديك حساسة، وغرفتك صغيرة إلى متوسطة، وموسيقاك تتمحور حول الأصوات البشرية والآلات الصوتية والفرق الصغيرة، حيث تكتسب ألوان الترددات الوسطى والتفاصيل عند المستويات المنخفضة أهمية خاصة.
• اختر دفع-سحب إذا كانت مكبرات الصوت لديك أقل حساسية أو ذات معاوقة صعبة، أو كانت غرفتك كبيرة، أو كنت تستمع إلى موسيقى أوركسترالية كبيرة أو الروك أو الموسيقى الإلكترونية بمستويات مرتفعة.
• فكّر في مكبرات الصوت أولًا إذا أردت صوت المضخم أحادي الطرف لكن مكبرات الصوت الحالية ليست حساسة بما يكفي: فزوج أكثر حساسية هو في الغالب التغيير الأكثر فاعلية.

كيف تبني Demograf Audio المضخمات أحادية الطرف ومضخمات دفع-سحب

كل مضخم صمامي من Demograf Audio يُبنى في نسخته القياسية أحادي الطرف في الفئة A الخالصة. وبهذه الطريقة يضبط Dmitriy Gubchenko صوتها، من Solaria بصمام 45 وEurybia بصمام 2A3 إلى Endymion بصمام 845 أو 211 أو 805، وEther بصمام ثلاثي GM-70 / صمام خماسي GK-71 الإرساليين. ويتوفر بناء دفع-سحب حسب الطلب، لمكبرات الصوت الأقل حساسية أو الغرف الأكبر أو الأحمال الأصعب. ونتفق معك على البنية قبل بدء التصنيع، ومعها ملف محول الخرج: 8 Ω في النسخة القياسية، مع إمكانية 4 Ω أو 16 Ω.

يُصنع كل مضخم حسب الطلب ويُسلَّم مع تقرير قياس خاص به. ويصنعه Dmitriy Gubchenko في كازاخستان ويقيسه قبل الشحن. وتجد الخطوات في صفحة طريقة الطلب.

أي أجهزة Demograf Audio يناسبك

• مكبرات صوت بحساسية 98 dB تقريبًا فأكثر، مثل مكبر الصوت Orpheus الثلاثي المسار لدينا بحساسية 103 dB: مضخم Solaria (45، 2 W) أو Eurybia (2A3، 2 W)، أحادي الطرف.
• مكبرات صوت بحساسية من 93 إلى 97 dB تقريبًا، مثل Cassandra MkII بحساسية 95 dB: مضخم Atlas (300B، 5 W)، أو Helios MkII (G-811، 15 W) لهامش أكبر.
• مكبرات صوت أقل حساسية أو غرف أكبر: مضخم 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)، وكلها أحادية الطرف.
• مكبرات صوت تحتاج إلى قدرة تتجاوز المضخم أحادي الطرف، أو صمام مفضل مثل 300B أو 845 مع هامش أكبر: بناء دفع-سحب حسب الطلب.

تصفح مضخماتنا لمكبرات الصوت، أو اقرأ لماذا تستخدم مضخمات Demograf Audio محولات الخرج. أخبرنا بمكبرات الصوت لديك وغرفتك والموسيقى التي تستمع إليها، وسنقترح أحادي الطرف أو دفع-سحب، والصمام الذي يُبنى المضخم حوله.