Máme tu 5-ty diel nášho blikajúceho seriálu a v ňom si povieme coškaj o najčastejšie používanej triede v gitarových aparátoch, triede A/B. Nemusíte sa báť, pokiaľ ste pochopili veci z minulého dielu, tak tento diel vám bude pripadať ako ľahký dezertík. A keďže som už v minulom diele spomenul kľudový prúd, tak si vysvetlíme, že “wo co gou”.

V tomto diele sa zdržím všetkych svojich nudných komentárov a nechám rovno hovoriť pána Randalla Smitha, takže nech sa páči:

Trieda A/B

Pri nej sa dosávame k miestu, kde trieda a konfigurácia spolupracujú v prospech oboch strán. Push-pull konfigurácia umožňuje zosilovaču pracovať v triede A/B vďaka svojej vyrovnanej činnosti, a je to skvelá vec. Hned si vysvetlíme prečo: Bavili sme sa o tom, že single-ended trieda A potrebuje aby mala lampa nastavený pracovný bod tak aby ňou pretekal 50%-ný kľudový prúd. Tiež sme si povedali, že pri push-pull v triede A preteká oboma lampami 50% kľudového prúdu. A tiež sme sa zmienili o tom, že v triede B nepreteká lampou žiadny kľudový prúd, pretože má nastavený pracovný bod tak aby sa uzavrela, produkujúc pri tom príliš veľa skreslenia pre audio použitie.
Trieda A/B robí to, že vypĺňa “medzeru” v triede B v push-pull zapojení. Eliminuje uzatváranie v kľude a počas prenosu medzi oboma stranami push-pull zapojenia tým, že zabezbečí prietok prúdu.

Pre lepšie pochopenie použijem analógiu s vodovodnými kohútikmi, s oddelenými teplým a studeným kohútikom, aby sme ukázali ako preteká prúd v zapojení push-pull. Teraz si predstavme, že tieto kohútiky vieme spojiť tiahlom tak, že oba kohútiky sa otáčajú ak pohybujeme tiahlom doľava alebo doprava. Pohybom tiahla doľava pridáme teplú vodu a odoberieme studenú, pohybom tiahla doprava sa vykoná opak.

Trieda B by bola nastavená tak, že ak by bolo tiahlo v strede, tak by voda netiekla. Keby sme pohli tiahlom doľava tak by začala tiecť teplá voda, ale na studenú by to nemalo žiadny dopad, pretože je už vypnutá. Ak by sme išli tiahlom naspäť doprava, tak by voda prestala tiecť (dosiahnutím stedu – kľudového bodu) a začala by tiecť studená. Tento “mŕtvy bod” v strede reprezentuje skreslenie spôsobené uzatváraním lámp.

Pre triedu A by boli oba kohútiky nastavené do polovice ešte pred spojením tiahlom. Otáčaním tiahla doľava/doprava by sme nemenili celkové množstvo vody, ale menili by sme miešanie teplej a studenej. Fakt, že nemôžeme vodu úplne vypnúť reprezentuje plytvanie energiou v triede A.

Pre triedu A/B by kohútiky boli nastavené tak aby neboli úplne v strede a boli schopné výraznejšie meniť tok (množstvo) vody pohybom tiahla doľava alebo doprava. “Mŕtvy bod” sa tým eliminuje a množstvo preplytvanej vody sa tiež zredukuje. A to sú výhody triedy A/B.

V elektrotechnických pojmoch: Trieda A/B sú ako dva zosilovače asymetricky zbiasované tak aby tvorili zrkadlový obraz toho druhého. V kľude sú oba vybudené na 10-30%, záleží od nastavenia biasu. Pretože majú nastavený pracovný bod bližsie k uzavretému stavu ako k úplne otvorenému, tak neprodukujú toľko tepla počas chodu. Tým pádom majú viac priestoru k tomu aby sa mohli otvoriť, pretože v kľude sú nastavené tak, že sú skoro uzavreté. Pri slabých signáloch pracujú ako zosilovač v triede A - len modulujú kľudový prúd pretekajúci cez ne, žiadne uzatváranie alebo nutnosť zväčšiť vstupný signál. Pri silnejších signáloch sa už začne prejavovať asymetria triedy B.

Obe polovice push-pull zapojenia sa začnú striedavo otvárať a uzatvárať, spôsobujúc tak nárast prúdu najprv v jednej polovici a potom v druhej. Ako opačná strana (tá so znižujúcim sa prúdom) dosahuje bod uzavretia (keď ňou nepreteká žiadny prúd), tak strana s vysokým prúdom sa práve dostáva do svojej lineárnej oblasti, vzniká plynulý prechod, čím sa eliminuje jav skreslovania pri uzatváraní. Vytvorením akejsi zóny triedy A pri prechodoch medzi push a pull polovicami zosilovača triedy B sa umožní prechod, ktorý eliminuje účinky “mŕtveho bodu”. Zníženie odpadnej energie je veľké. Pozrite si obrázky vĺn nižšie aby ste pochopili princíp asymetrického chodu.

Popis k Obrázku č.1.
Obrázok ukazuje výstup triedy A v maximálne možnom čistom priebehu. Obvod je nabiasovaný do stredu jeho lineárnej oblasti, tak ako sme si už skôr povedali a prúd kmitá symetricky +/-50% pri úplných 100% možných. Nabiasovanie do stredu znamená, že lampa veľmi hreje a pohlcuje veľa energie, okrem prípadu keď je vybudená na maximum.

Popis k obrázku č.2. Táto vlna znázorňuje rovnaký zosilovač ako na predchádzajúcom obrázku, ktorý sa dostal do prebudenia. Vstupný signál hovríi lampe aby viedla viac ako 100% prúdu, ale kedže to nie je možné, tak skresluje. Prerušované čiary ukazujú špičky signálu, ktoré sú orezané. Obvod je stále symetrický, nabiasovaný do stredového bodu.

Popis k obrázku č.3. Tento obrázok ukazuje lampu nabiasovanú ďalej od stredového bodu. Stále dokáže preniest celú amplitúdu (výšku) vlny, ale tým, že to robí asymetricky spôsobuje, že v jednom smere sa dostáva do prebudenia skôr. Hocijaký signál pod +/- 10% v spodnej polvlne sa dostane do špičky (oreže sa). To je cena, ktorú musíte zaplatiť za to, ak chcete aby lampy bežali chladnejšie (nehriali tak) s veľmi malým plytvaním energie, keď je zosilovač v kľude.

Podobne vyzerá aj vlna single-ended zosilovača v triede B a pekne tu vidno prečo nie je veľmi vhodný pre audio.

Popis k obrázku č.4. Ale ak pridáme ďalšiu lampu, ako jej zrkadlový obraz, môžeme kombinovať vlny ako ukazuje obrázok. Oblasť medzi +/- 10% reprezentuje podiel triedy A, kde prúd preteká oboma lampami. Signál mimo tejto oblasti bude budiť každú lampu striedavo do stavu, keď sa jedna uzavrie a zbytok signálu bude budiť druhú lampu, znova s 440Hz alebo inou frekvenciou.

Takže ak tomuto rozumiete, tak chápete aj jednu veľkú výhodu triedy A/B. Tým, že sme znížili kľudový prúd zosilovača, nabiasovaním mimo stredného bodu, môžeme podstatne zvýšiť napätie, ktoré prenáša a ušetriť oveľa väčšie množstvo energie ako pri triede A. Tak, ako napätie na lampách rastie, tak rastie aj amplitúda alebo množstvo čistej energie, ktorú možno preniesť.

Popis k obrázku č.5. Nižšie máme zjednodušený push-pull zosilovač. Porovnajte si hodnoty odporov lampy v preampe a vo fázovom invertore. 100K na anóde a 1.5K na katóde v preampe nam dá teoreticky zisk (miera zosilnenia lampy) 100x. Použitím rovnakých 50K odporov pri katóde a anóde vo fázovom invertore spôsobíme, že tam nevznikne žiadne zosilnenie, ale skôr signály rovnakej amplitúdy a opačnej fázy, ktoré budia výkonové lampy push-pull zosilovača. Vysoké jednosmerné napätie kŕmi výkonové lampy cez strednú odbočku výstupného trafa. Oddelený biasový zdroj umožňuje lampám pracovať asymetricky v triede A/B. Pracovať bude ako na obrázku vyššie, keď sa dostate do prebudenia tak bude vlna vyzerať ako na obrázku č.2.

Kľudový prúd

Triedy činnosti majú práve toľko do činenia s kľudovým prúdom ako aj so zosilovaním samotným. Vezmime si triedu B, pretože sa to nej lahšie vysvetľuje. V triede B je bias nastavený tak aby nepretekal prúd, ked nie je na vstupe žiadny signál. Takže sa nespotrebuváva žiadna energia a ani sa neprodukuje žiadne teplo (predstavte si to ako “nulové otáčky”). Keď napäťový singál zasiahne prvú mriežku, pozitívna polovica cyklu zapne lampu, tá začne viest prúd z napäťového zdroja a dovedie ho až k záťaži (ako prenosová anténa) a začne sa okamžite proces zosilovania. Je to niečo ako elektrický golfový vozík. Motor sa prestane otáčat, keď zastavíte vozík. Ak sa chcete pohnúť, motor znova začne pracovať. Má vlastné pásmo od 0 po maximum, ale aby ste ho dostali do pohybu, musíte ho najprv zapnúť, pretože počas kľudu nepretekal žiadny prúd.

Potom tu máme triedu A/B, čo znamená niečo ako nechat bežať motor v nízkych kľudových otáčkach pri zastavení. Stále sa otáča (preteká prúd), ale nie blízko možného maxima. Môžete povoliť spojku, ale len v pomalých až miernych rýchlostiach. No na dosiahnutie rýchlosti (hlasitosti) musíte zväčšiť aj tok prúdu, nie len ho zmeniť. Pri hlasitostiach, keď sa celkový tok prúdu začína zvyšovať, sa chová ako trieda B. Z viacerých pohľadov je trieda A/B to najlepšie z oboch svetov (trieda A a trieda B) pre audio a takto funguje veľa bugín (Mesa/Boogie), tiež veľa fendrov, marshallov a iných. Jej vysoká efektivita ju stavia na vrchol piedestálu pre čistý zvuk, skvelé audio.

Ďalej je tu stará dobrá trieda A. V kľude (keď neprichádza žiadny signál na vstup) preteká 50% maximálneho prúdu. Potom, keď malý napäťový signál zasiahne vstupnú mriežku, vyvolá zmemu v toku prúdu takú, že začne kmitať, povedzme, medzi 40-60%. Pri silnejšom signále sa vyvolá väčšia zmena cca medzi 20-80%. Maximálny neskreslený výstupný signál nastane, keď táto zmena spôsobí, že lampa bude viesť 0-100% prúdu pri frekvencii 440Hz (alebo inej, zaleží od frekvencie signálu na vstupe).

Popis k obrázku č.6. K tomuto obrázku – všimnite si ako sú prúdové zmeny vždy sústredené okolo stredného bodu, tých 50% maxima, čo je kľudový prúd. To znamená, že v tomto prípade nenastáva “čisté” zvyšovanie toku prúdu tak, ako je to pri triede B alebo A/B, nezáleží ako hlasno hráte. V single-ended konfigurácii sa zvyšovanie a znižovanie toku prúdu dejú okamžite (s frekvenciou signálu), kolísavo okolo tohto 50% stredného bodu. Počas jedného momentu znenia tónu A440 bude tiecť viac prúdu, ale počas dalšieho momentu bude tiecť o rovnaké množstvo menej, aj keď počas celej periódy zostane konštanté.

V čistej triede A, push-pull zosilovač, tečie v kľude 100% maximálneho prúdu, 50% cez každú stranu. Keď príde na vstup nejaký signál, tak na jednej strane spôsobí nárast toku prúdu z 50% na 70% zatiaľ čo na druhej strane sa súčasne zníži z 50% na 30%. Polovičky signálu sa striedajú takže obvodom stále preteká 100% (nie všetky zosilovače, o ktorých sa tvrdí, že pracujú v triede A, pracujú takto perfektne vyrovnane a dobre v prebudení). Pamätajte, že iba zmeny v prúde su prenesené k reproduktoru ako použiteľná energia.

Popis k obrázku č.7. Tento obrázok znázorňuje zmeny v push-pull, trieda A. Celkový prúd zostáva stále 100% za všetkých podmienok. V kľude je rozdelený 50:50 na každú stranu. Keď príde na vstup signál, prúd tečúci na jednej strane sa zvýsi, ale zároveň sa ekvivaletne zníži prúd na druhej strane. Toto zvyšovanie a znižovanie prúdu sa strieda s rovnakou frekvenciou ako ma signál na vstupe (našich spomínaných 440Hz).

Copyright Mesa/Boogie Ltd.

Nabudúce si povieme niečo o tom ako funguje SimulClass a tým aj pomaly skončíme prvú sériu lampárne.

See ya!