Зачем ставить понижающий трансформатор после вакуумной трубки в усилитель клапана?

Я исследую усилители клапанов. Я нашел эту схему для одного:

Таким образом, вход усиливается первым клапаном, а затем усиленный сигнал снова усиливается вторым клапаном, верно?

У меня вопрос, почему напряжение снижается, прежде чем идти к динамику? Мне кажется бессмысленным увеличивать напряжение с клапанов, а затем снова уменьшать его. Все схемы, которые я могу найти онлайн, делают это. Почему?

(Рельс 300В наверху связан с трансформатором? Если нет, то для чего он нужен?)

Это вопрос импеданса.

Напряжение на аноде (пластине) трубки изменяется в широких пределах, в то время как ток изменяется в гораздо меньших пределах. Если вы определяете выходное сопротивление как

Это обычно получается довольно большое число для типичной вакуумной трубки, порядка тысяч Ом.

С другой стороны, большинство громкоговорителей имеют низкий импеданс - порядка 4-16 Ом - что означает, что они хотят относительно более высокое изменение тока в сочетании с относительно меньшим изменением напряжения.

Обратите внимание, что в обоих случаях вы говорите об одном и том же значении мощности (напряжение × ток), чего действительно добивается усилитель - об увеличении мощности сигнала от входа к выходу.

Трансформатор обеспечивает это изменение сопротивления. Он обменивает колебание высокого напряжения на колебание высокого тока. Без этого вы бы получили лишь небольшую часть доступной мощности сигнала, фактически подаваемой на динамик, ограниченную относительно низким током в лампе.

Из комментария:

Есть идеи, для чего нужна шина 300В? Это просто источник питания для клапанов? Почему это так высокое напряжение?

Источник питания 300 В требуется по той же причине: выходное сопротивление трубки по своей природе высоко.

Трубка 6V6 рассчитана на ток пластины 50 мА (в среднем), что означает, что колебание тока сигнала должно быть меньше, чем ± 40 мА (пик). Аналогично, трубка рассчитана на напряжение пластины 250 В (номинально, но в этом отношении она часто перегружена), поэтому напряжение сигнала должно быть меньше, чем ± 120 В (пиковое значение).

Таким образом, мощность сигнала, доступная на выходе, является среднеквадратичным током, умноженным на среднеквадратичное напряжение, или:

Если вы используете более низкое напряжение на пластине, доступная мощность уменьшается пропорционально.

Обратите внимание, что это работает с выходным сопротивлением:

Для того, чтобы ездить на динамик 8 Ом, вы бы использовать 3000Ω: трансформатор 8 Ом (19.4: 1 соотношение витков), которое даст вам 4,38 V _RMS и 548 мА _RMS на динамик.

В дополнение к тому, что сказал Дейв Твид (+1), трансформатор в этом случае также устраняет постоянный ток смещения, идущий к динамику, и разъединяет входные и выходные синфазные напряжения.

Ток пластины V1 находится на центральном значении в режиме ожидания. Входной сигнал заставляет ток пластины повышаться и понижаться от центрального значения в соответствии с пиками и впадинами входного сигнала.

Даже если бы был динамик, который был согласован по сопротивлению с пластиной 6V6, постоянный ток смещения через него не был бы желательным. Трансформатор также блокирует постоянный ток, пропуская соответствующие части переменного тока сигнала.

Обратите внимание, что согласование импеданса по-прежнему является основной причиной. Поскольку для этого в любом случае требуется трансформатор, разработчик схемы использовал тот факт, что он также блокирует постоянный ток и что синфазные входные и выходные напряжения разобщены. Этот последний факт позволяет заземлить одну сторону динамика, даже если первичная обмотка трансформатора подключена к 300 В.

Краткий ответ: Уменьшите выходное сопротивление, чтобы предотвратить значительную нагрузку по напряжению.

Для хорошего звучания низких частот динамик представляет собой линейный двигатель / генератор с обратной ЭДС на импульсах ударного барабана. Таким образом, выходное сопротивление должно быть намного ниже, чем у динамика. Это также называется Dampening Factor = Zspeaker / Zout и составляет всего 20 для дешевых усилителей малой мощности, 100 для хороших усилителей и 1000 для больших усилителей.

Так что же это на ламповом усилителе?

1. Это зависит от Tube Zout, деленного на отношение витков трансформатора в квадрате.

2. Таким образом, коэффициент уменьшения сопротивления импеданса n² уменьшает высокий выходной импеданс до несколько ниже, чем импеданс динамика.

3. Без спецификаций трудно угадать, но никогда не так хорошо, как состояние Сольдида, но повлиять на гармоническое искажение от задней ЭДС, не только мягкое ограничение трубки, но и низкий коэффициент демпфирования может быть «приятным» для некоторых гитаристов, но «грязным» для звука специалисты играют в широком спектре.

4. Поскольку коэффициент поворотов также уменьшает напряжение на n, размах напряжения трубки должен быть в n раз больше, чем то, что видит динамик

5. например, может быть, в 9 раз больший размах и Vdc и / 81 снижение высокого выходного сопротивления .... возможно, большее отношение витков ... 20; 1 Коэффициент напряжения составляет 400: 1 коэффициент импеданса, возможно, дающий коэффициент демпфирования <10, т.е. плохой DF поэтому они часто использовали громкоговорители 16 Ом.

6. Кстати, многие ламповые усилители гораздо лучше, чем этот.

Мне нужно исправить вашу вводящую в заблуждение терминологию. Это согласующий силовой трансформатор , а не понижающий!

Чтобы понять ответ, вам необходимо знать:
1) Назначение усилителя - усиление мощности (не тока или напряжения).
2) Устройства с вакуумными трубками могли выдавать только «малые» токи, но могли выдерживать высокие напряжения.
3) Вакуумные трубки имели импедансы KОм , тогда как импедансы колонок были порядка Ом .

Поскольку P = VI, чтобы обеспечить максимальное усиление мощности для устройств с малым током, необходимо использовать максимальное напряжение , с которым устройство может справиться (это ответ на ваш вопрос «почему высокое напряжение»).
Поскольку максимальная передача мощности между двумя устройствами происходит при совпадении их сопротивлений, силовой трансформатор согласования сопротивлений был идеальным решением этой проблемы (и других проблем, упомянутых в других ответах).

Рельсы напряжения любой цепи, требуются из-за «закона сохранения энергии». Несмотря на то, что мощность сигнала усиливается, это происходит за счет мощности, подаваемой рельсами напряжения.