Tak trošku sa nám čakanie na ďalší diel lampárne natiahlo, dlho predlho som uvažoval o čom by mohol byť ďalší diel. Cítil som sa trošku zviazaný, keďže som v minulom diele sľúbil coškaj o triedach. Ale podarilo sa mi tento stres prekonať a náš seriál môže pokračovať veselo ďalej.

Pokiaľ sem znova pastnem suchý preklad, ktorý mám už dlhšie nachystaný, tak si dajme taký malý brífing. V minulom diele som spomenul niečo v zmysle, že triedu, v ktorej lampy fungujú, určujú nejaké napätia na anóde, katóde, mriežke atď. Pokiaľ sa bavíme o zosilovačoch, tak môžeme hovoriť o triedach A, AB, B, C, D, E, G a H. Keďže nás muzikantov zaujimajú hlavne nástrojové aparatúry, tak nás budú zaujímať iba triedy A a AB. V niektorom z ďalších dielov spomeniem aj triedu B, ale to iba z čisto teoretického hlaďiska, v praxi sa v nástrojových aparatúrach nepoužíva. No a v tomto diely sa pozrieme troška bližšie na bájnu a mýtmi opradenú triedu A.

Nasledujúce zábery nie sú vhodné pre osoby mladšie ako 18 ro…ehm, čo to trepem. Nasledujúci text je prekladom už spomínaného článu od Randalla Smitha.

Sila triedy A a biasovanie katódy

Väčšinou je tomu tak, že trieda A zneje teplo, jemne a prirodzene – hlavne ak je potlačená do prebudenia znie “drzo a rebelantsky”. Niektorí muzikanti popisujú tento pocit ako šťavnatý a veľmi dynamický. Trieda A je najstarší, najjednoduchší a najmenej nákladný spôsob ako zapojiť výkonové lampy, ale je to tiež najhorúcejší, najmenej efektívny a najmenej výkonný spôsob ako lampy nechať pracovať. A to je dôvod prečo sa tak veľa vývojárov snaží “obísť” neefektívnosť triedy A (možno práve toto “odpadové” teplo je cena za tú teplosť tónu).

Dôvodom, prečo je to najjednoduchší, najlacnejší a najstarší spôsob ako lampy zapojiť je, že nie vždy potrebuje “biasový zdroj”. Je to extra zdroj, oddelený od hlavného vysokonapäťového zdroja, ktorý budí reproduktory. Biasový zdroj produkuje negatívne napätie (pre 6L6 je to -50V) a tým umožňuje fungovanie v triede A/B, kde lampy bežia “chladnejšie” (neprodukujú toľko tepla) a dávajú viac výkonu ako trieda A. Vlastne všetky gitarové zosilovače pracujú v triede A alebo A/B. Zachvíľu si povieme aký je medzi nimi rozdiel.

Takže čo vlastne je trieda A?

Trieda A znamená – Mriežkový bias a striedavý prúd na mriežke vždy menia len anódový prúd v elektrónke. Toto je vstupná definícia z RCA elektronkového manuálu (RCA – Radio Corporation of America, kedysi významná firma zaoberajúca sa výrobou rádiovej techniky, elektróniek atď – poznámka od Štyriočáka). Táto poučka ma mučila po dlhé desaťročia, ale nakoniec som došiel k tomu, že je oveľa jednoduchšia, ako sa na prvý pohľad zdá.

Pre zjednodušenie uvažujte o lampe britskym spôsobom: “Je to “valve” (lampa), kámo.” Celá trieda A je o tom, že sa lampa nikdy neuzavrie. Nejaký prúd, hoci aj maličký, ňou bude stále pretekať. V lampe prúdi elektrický prúd, ako hmla vodných kvapôčok, od katódy (centrálne jadro so žhavou výplňou vo vnútri) k anóde, veľkej kovovej časti v sklenenej banke. Medzi katódou a anódou je mriežka – špirálovitá cievka z kvalitného materiálu s veľkým priestorom medzi závitmi. Mriežka funguje ako kontrolný element (ovládač/regulátor) regulovaním elektrónov letiacich od katódy k anóde. Vyzerá to asi takto:

Popis k obrázku č.1. Na obrázku je znázornená trióda (katóda, mriežka a anóda – niečo ako ECC83, ktorá je ale dvojitá trióda, ciže ma takéto v sebe dve). Veľa z nás už počulo, že “rovnaké póly sa odpudzujú, rôzne sa priťahujú”. Elektróny v lampe sa chovajú presne podľa tohto princípu a takto vlastne lampa funguje.

Anóda je kladne nabitá a preto priťahuje záporné elektróny, ktoré sú vymršťované (emitované) z katódy. Tieto elektróny potom spôsobujú, že cez anódu tečie prúd. Medzi katódou a anódou je ešte kontrolná mriežka, ktorá je nabitá (nabiasovaná) negatívnejšie ako katóda a preto odpudzuje elektróny, ktoré sú tiež negatívne. Čím viac je mriežka negatívna, tým viac ovplyvňuje dráhu letu elektrónov a odpudzuje ich. A čím je menej negaíivna tym menši vplyv má na dráhu letu elektrónov a tým viac ich preletí pomedzi mriežku na kladnú anódu. Takže všetko čo potrebujeme, je meniť anódový prúd (tok elektrónov), to znamená meniť napätie mriežky trochu dole alebo hore. To je dôvod prečo je mriežka ovládačom lampy: riadi tok elektrónov. A pretože mriežka nie je pripojená k ničomu (len visí vo vákuu medzi katódou a anódou), nežerie žiadnu energiu a je ľahké ju ovládať. Malá zmena v napätí mriežky môže spôsobiť veľkú zmenu v anódovom prúde.

Mriežkový bias z RCA definície nastavuje vyváženie medzi anódou, ktorá elektróny priťahuje a mriežkou, ktorá ich odpudzuje v závislosti od toho, koľko prúdu preteká, keď neprichádza žiadny signál. Trieda B, podľa definície, znamená nastavenie biasu presne do bodu, kde anódový prúd prestane pretekať, keď je lampa v kľude (žiadny signál = gitarista nič nehrá). Zvykne sa tomu hovoriť, že lampa je uzavretá. Negatívny vplyv kontrolnej mriežky je tak silný, že žiadny prúd nepreteká až pokiaľ nezačnete hrať. Naopak, v triede A preteká veľa kľudového prúdu (keď zosilovač nehrá), optimálne je to 50% z možného maxima (neskôr uvidíte prečo).

Popis k obrázku č. 2. Na obrázku je klasický prípad ECC83-jky v preampovom obvode. 1500Ohm-ový odpor zabezpečí katódovy bias. 1MOhm-ový odpor prakticky nezaťažuje mriežku ani nijak neposobí na signál. Iba udržiava stále nabitie na 0 voltov, ktoré spôsobuje, že je negativna (mriezka) vo vzťahu k pozitívnej katóde. Anóda je nabitá veľmi pozitívne cez anódový zaťažovací odpor (plate load rezistor) aby bežala na cca polovicu napájacieho napätia, keď je v kľude. Toto sa nazýva biasovanie približne v strede lineárnej oblasti. Podobný princíp je aplikovaný aj na výkonové lampy pracujúce v triede A, tak ako na preampové lampy.

Striedavé napätie na mriežke (z RCA definície) je v podstate prichádzajúci napäťový signál z gitary (teda to čo hráte na gitare). Váš dotyk na strunách generuje napäťový signál, ktorý váš zosilovač dopraví až k reproduktorom. Toto striedavé napätie má nejakú frekvenciu (povedzme, že A-440Hz) a amplitúda je hlasitosť. Zahrajte silno tón A a z vašej gitary pôjde signál s približnou veľkosťou 1V. Ako tón doznieva, zoslabuje sa aj napätie, ale stále kmitá tých 440Hz. Teraz je vhodné uvedomiť si, že ten 1V signál kmitá medzi +0.5V a -0.5V ako to, čo je generované vibráciami strún pred snímačom.

Keď je striedavé napätie kladné a pridá sa k napätiu na prvej mriežke preampovej lampy, tak trochu priškrtí negatívne biasové napätie a tým umožní väčší tok prúdu k anóde (opačne ak je striedavé napätie záporné, tak táto hodnota sa pridá k negatívnemu biasu, čím odpudzuje viac elektrónov a k anóde ide menší prúd). A toto, dámy a páni, je spôsob akým lampa funguje. Preampová alebo výkonová lampa, je to presne to isté, až na veľkosť.

Popis k obrázku č. 4. Tento obrázok ukazuje tú istú lampu (ako vyššie), ale v dynamických podmienkach. Keď je napätie (striedavého signálu) pozitívne, redukuje sa odpudzujúca sila mriežky, ktorú má počas kľudu a viac elektrónov prúdi k anóde, viac ju zatažuje a tým spôsobuje väčší prepad cez anódový odpor. To je to “stiahnutie” napätia na anóde zo 100V na 50V. Opačný efekt nastane, keď je signál, privádzaný na mriežku, záporný. Mriežka odpudzuje viac elektrónov, spôsobí menší pokles na anódovom zaťažovacom odpore a tým dovolí napätiu vystúpiť na 150V. Tento 1V signál spôsobil 100V zmenu na anóde. Spojením tohto “kolísavého jednosmerného prúdu” a kondenzátora, alebo transformátora, je jednosmerný komponent blokovaný a zostane len čistý 100V striedavý signál (alebo +/-50V).

Trieda A môže jednoducho znamenať nastavenie riadiacich parametrov tak, aby nikdy celkom neuzavreli lampu, ale stále ňou pretekal nejaký prúd, hoc aj maličký. To je najlepšia vec na činnosti v triede A, pretože odsekávanie zvyškov riadiaceho prúdu, čo nastáva, keď sa lampa “uzatvára” a “otvára”, príliš skresluje (lebo su nelineárne). A skreslenie, pre RCA inžinierov, bolo zlé. V ich svete nebolo žiadúce dostať zosilovač do skreslenia. Ale väčšinu zosilovačov v triede A, keď vytočíme dostatočne nahlas, dostanú sa na pokraj triedy A a vlastných limitov (teda do prebudenia).

V určitom bode toto striedavé napätie na mriežke (signál, ktorý sa zvyšuje s hlasitosťou) pridá až príliš veľa napätia k fixnému biasovému napätiu a vytvorí také silné, negatívne pole na mriežke, že prúd skutočne prestane pretekať. V rádio a hifi, inžinieri upozorňujú, aby ste nevytáčali zosilovače do prílišného prebudenia, pretože vtedy znejú zle. Takto môžu povedať, že zosilovač pracuje v triede A, pretože vedia predpokladať maximálny vstupný signál. Potom sú tu ale gitarové zosilovače. Pri nich sa nedá povedať nijaké podobné tvrdenie a v skutočnosti opak je pravdou.

Veľké signály sa používajú na dosiahnutie overdrive a distortion (skreslenia). Títo ubohí, starí inžinieri by boli šokovaní a udivení tým, čo stvárame s ich lampami. Ale v mene hudby to nie je nič zlé! Bol som so zopár týmito starými chlapcami a skutočne boli zdesení, keď to videli/počuli (ale skúste to vysvetliť niekomu, kto si myslí, že na gitare sa hrajú iba ohníkové folkové pesničky).

Copyright Mesa/Boogie Ltd.

Téma ďalšieho dielu už nebude tajomstvom. Nabudúce si povieme niečo o triede A/B.

See ya!