Зачем лампы выпускаются до сих пор?
С ламповой аудиотехникой связано множество легенд. Вакуумные устройства, с которых более века назад началась история звукоусиления, не только не сошли со сцены под нажимом появившихся позже твердотельных альтернатив, обладающих целым ворохом преимуществ, но и продолжают здравствовать до сих пор, на равных состязаясь за благосклонность и кошельки любителей музыки в самом высоком ценовом сегменте техники.
Попытаемся разобраться, чем же пленяют сердца аудиофилов эти капризные, габаритные, массивные и жутко неэкологичные мастодонты, начисто проигрывающие кремниевым собратьям схватку на бумаге и часто одерживающие победу в сравнительных прослушиваниях. Парадокс? Лишь отчасти.
1. С чего всё началось?
В далеком 1916 году американская компания General Electric запатентовала принцип усиления электрического сигнала вакуумным триодом. Почему именно им? Все просто – других типов активных радиоэлементов в то время не существовало. Итак, вакуумный триод состоит из трех элементов (отсюда и название) – катода, анода и управляющей сетки, размещенных в стеклянной колбе с сильно разреженным газом. Приложив напряжение к катоду и аноду, мы инициируем возникновение потока электронов. Если на пути этого потока установить управляющую сетку, то, приложив к ней потенциал, можно изменять интенсивность этого потока, словно регулируя вентилем напор воды из крана. Чем выше приложенный к сетке потенциал – тем меньше электронов попадает от катода к аноду. При определенном потенциале поток электронов вовсе иссякнет – этот момент называется закрытием лампы. Если подключить к катоду и аноду нагрузку – динамическую головку или акустическую систему, а входной сигнал приложить к управляющей сетке, то мы получим простейший усилитель, работающий в классе А.
2. Почему “лампа”? Какая связь между усилителями и осветительными приборами?
На самом деле, связь здесь весьма условная, и привычные лампочки в люстре не помогут в усилении аудиосигнала. Всё дело в том, что нити в лампах накаливания и электроды радиоламп, используемых в усилителях, размещаются в стеклянных колбах, из которых выкачан воздух. Полного вакуума там, конечно, нет, но степень разряжения газа очень высока. Потому и лампа накаливания, и радиолампа являются вакуумными приборами. Кроме того, радиолампы в процессе работы тоже светятся, порой довольно ярко – и это одна из черт, столь любимых приверженцами ламповой техники.
3. Если с лампами накаливания всё понятно – излучение света является их основной задачей, то радиолампе зачем светиться?
Свечение электронных ламп связано с необходимостью нагрева катода до очень высокой температуры, способной придать электронам нужную скорость, чтобы они могли покинуть структуру металла. Процесс излучения разогретым катодом электронов называется термоэлектронной эмиссией. Этот процесс весьма схож с испарением жидкости – при низких температурах испарения почти не происходит, а при повышении интенсивность испарения возрастает. В электронной лампе катод может разогреваться до температуры порядка 2 000 градусов. Чтобы выдерживать такой нагрев, для нитей накала катода используют тугоплавкие металлы.
Раньше для нитей накала применяли чистый вольфрам – именно его приходится разогревать до 2 тысяч градусов для поддержания устойчивой эмиссии. При такой температуре, нити испускали белый свет и действительно освещали пространство вокруг подобно обычным лампочкам в люстре. Проблемой было то, что для разогрева до столь высоких температур требовалось очень много энергии и, кроме прочего, заставляло использовать мощные блоки питания.
Факт
Источник: