1.วงจรขยายสัญญาณแบบหลอดทำไมต้องใช้หม้อแปลงเมื่อต้องไปต่อกับลำโพง?
เพราะหลอดเป็นอุปกรณ์ที่มี output impedance สูงครับ หลายร้อยโอห์มจนถึงเป็นกิโลโอห์ม และส่วนใหญ่ทำงานที่แรงดันสูง แต่กระแสต่ำ ทำให้ไม่สามารถขับ load ที่มี impedance ต่ำๆอย่างลำโพงได้ เลยต้องใช้ output transformer มาช่วยปรับ impedance ให้ตรงกับลำโพงครับ
แต่ก็มีคนเอาหลอดมาขนานกันหลายๆหลอดจนมากพอจนมี output impedance ต่ำ ก็สามารถนำมาขับลำโพงได้โดยตรงครับ แต่เสียตรงที่ถ้าเราเอาหลอดมาเทียบกับอุปกรณ์ solidstate แล้ว หลอดมีแต่ N channel หรือ NPN เท่านั้น ไม่มีแบบ P channel เลยต่อ output แบบ complementary ไม่ได้
2.แล้วทำไมหลอดต้องไช้แรงดันไบอัสแบบ high volt?
หลอดส่วนใหญ่มีโครงสร้างเป็นแบบนั้นเองครับ ต้องใช้แรงดันสูงที่ plate ในการดึง electron ออกจาก cathode ของหลอด แต่ก็มีหลอดบางประเภทเหมือนกันที่ทำงานที่แรงดันต่ำๆที่ 24V
3.ทำไม amp เครื่องขยายเสียงแบบหลอดกำลัง W ไม่สูง เมื่อเทียบกับแบบอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำ?
มีทั้งต่ำและสูงครับ ขึ้นอยู่กับการ bias หลอด แอมป์หลอด class B ก็สามารถทำให้ได้กำลังสูงเป็นร้อยๆวัตต์ได้ครับ อย่างหลอด EL34 bias class A triode pushpull ได้กำลังประมาณ 12-15W แต่ถ้าเป็น pentode class AB ได้กำลังถึง 50W ครับ ซึ่งอุปกรณ์ solidstate ก็เป็นแบบเดียวกัน ถ้า bias เป็น class A ก็ต้องใช้ heatsink ใหญ่ๆ เพื่อระบายความร้อนในการ bias และพลังงานส่วนใหญ่ก็เสียไปกับความร้อนครับ
5.OPT ทำหน้าที่อะไรบ้างในวงจร amp หลอด?
ปรับ impedance ให้เหมาะกับ load และส่งกำลังครับ
4.characteristic curve ของแรงดันต่อความถี่ของ OPT ที่ใช้ระหว่างหลอดต่อกับลำโพงหน้าตาในอุดมคติที่อยากได้ต้องเป็นยังไง แล้วส่วนมากที่ทำได้เป็นยังไง จาก 10Hz ถึง 20kHz?
ก็เหมือนกับอุปกรณ์ active ครับ คือมีความเป็น linear ซึ่งในทางปฏิบัติคงต้องประณีประนอมคุณสมบัติด้านไฟฟ้าของมัน อย่างค่า RLC แฝง ด้วยเทคนิคการพันของแต่ละคนครับ
5.ทำไมแอมหลอดคนไม่ไช้หม้อแปลงจ่ายไฟแบบ terroid ทำไมใช้แบบแกน EI มันต่างกันยังไง?
ตรงนี้ผมมองเรื่องราคาครับ คือมันแพงกว่า และ power transformer แบบ terroid ที่มี voltage สูงๆนั้นทำยากกว่าแบบ EI ครับ ส่วนใหญ่จะไม่ค่อยเกิน 400V
9.ที่คุณ Mr.Tube ว่า "และถ้าใช้กับตัวขับ Imp 10k จะตอบสนองได้ต่ำกว่า 5Hz ครับ" <--- อะไรคือตัวขับอิมพีแดนซ์ 10k ครับ?
Plate resistance (Rp) ของหลอด เทียบได้กับ Rds ของ FET
6.ถ้าจะพันให้หม้อแปลงตอบสนองถึง 10Hz ค่า XL หรือ ค่า L ควรมีค่าเท่าไหร่?
ขึ้นอยู่กับ Rp ของหลอด โดยปกติจะให้ XL มากกว่า Rp ของหลอดประมาณ 2-4 เท่าครับ
7.ที่ว่า "OPT สามารถตอบสนองความถี่ 10Hz หรือต่ำกว่านั้นได้ ขอแค่ไม่เป็น DC ก็พอครับ" <-- ทำไมต้องขอให้ไม่เป็น DC ถ้าเป็น DC แล้วจะเกิดอะไรขึ้นครับ อยากรู้?
กลายเป็น DC bias ครับ ซึ่งทำให้ OPT อิ่มตัว ถ้ามีมากเกินไป
8. ทำไมการตอบสนองความถี่ต่ำขึ้นกับค่า Primary Inductance ของ OPT เป็นหลัก?
ถ้า XL ต่ำมากๆที่ความถี่ต่ำ gain ของวงจรจะลดลงครับ เพราะหลอดมอง primary ของ OPT เป็น load ของมัน
สำหรับคุณ Mr.Tube อันนี้ผมก็พูดเว่อไปหน่อยไอที่ว่าหม้อแปลงตัวเท่ารถเป็นคำเปรียบเปรยอย่างที่คุณว่าจริงๆ ก็เหมือนตัวเท่าควายอะไรทำนองนี้ครับ
ขอบคุณสำหรับคำตอบของคุณ Karin Preeda นะครับ ได้รู้มากขึ้นเลย แล้วก็เข้าใจตรงกันแล้ว ตรงไหนผมคิดไม่ตรงก็ลงความคิดเห็นไว้ข้างล่างแล้วครับ
ถ้าผมขอสรุปความเข้าใจนะครับก็คือ
ข้อ 1 ไปขับได้นะครับ ถ้ามีลำโพงไม่ไหม้ซะก่อน พูดเล่นครับ
ข้อ 2. นี่เห็นด้วยครับ ถ้าธรรมชาติของมันเพราะเนื่องจาก output resistant Rp ของหลอดสูง
ข้อ 4. นี่ยังงงอยู่เลยครับ ที่ผมอยากรู้หมายถึงอัตราการแปลงแรงดันตอลอดช่วงความถี่ 10Hz ถึง 20kHz ยังไม่พูดถึง linearlity ของตัว OPT เอง ผมอยากรู้ว่าหม้อแปลง OPT ที่ใช้กับเครื่องเสียง spec เป็นยังไงถึงจะเรียกว่าดี (ไม่เกี่ยวกับเสียงนะครับเอาคุณสมบัติทางไฟฟ้า)
ข้อ 5. หลอดต้องใช้หม้อแปลงหรือที่เรียกว่า OPT ทำการ mathcing อิมพีแดนซ์ ระหว่าง source impedance กับ load impedance เพราะว่าในแง่ของ AC ค่า reflect impedance ที่มองจาก o/p ของหลอดเห็นมองเข้าไปหาโหลดต้องมีค่าสูงเท่ากับหลอด เพื่อให้ match กัน ซึ่งหม้อแปลงก็ทำหน้าที่แปลงแรงดันที่ AC ให้ต่ำลงเช่นเดียวกัน ไม่เช่นนั้น(สมมุติว่าต่อตรง และสมมุติว่าไม่มี DC) ที่แรงดันประมาณ 200 โวล์ต ขึ้นไป ไปตกคล่อมลำโพงกระแสก็ไหลผ่าน voice coil ของลำโพงมหาศาล ใช่มั๊ยครับ?
ข้อ 3 6 7 8 9 ผมขอรวมนะครับ
-ถ้าเทียบกันในไม่ว่าจะ bias วงจรให้เป็น class อะไรก็ตาม (กรณีต้องการให้ OPT ตอบสนองความถี่ได้ครอบคลุม 10Hz ถึง 20kHz ) OPT ของแอมหลอดวัตต์สูงตัวต้องใหญ่กว่าวัตต์ต่ำใช่มั๊ยครับ
-การใช้หลอดมาต่อกันโดยใช้โครงสร้าง balance แบบ push-pull ทำเพื่อกด Harmonic เลขคู่ ไช่มั๊ยครับ? เช่น หลอด EL34 bias class A triode pushpull
-ส่วนที่ผมถามว่า "ถ้าจะพันให้หม้อแปลงตอบสนองถึง 10Hz ค่า XL หรือ ค่า L ควรมีค่าเท่าไหร่?" แล้วทีคุณ Karin Preeda ตอบว่า "ขึ้นอยู่กับ Rp ของหลอด โดยปกติจะให้ XL มากกว่า Rp ของหลอดประมาณ 2-4 เท่าครับ"
มุมมองผมนะครับ ถ้าหม้อแปลง OPT เนี่ยทำตัวเป็นตัวแปลง Impdance ที่สมบูรณ์ (คิดกันที่หม้อแปลงอุดมิคติก่อน wideband ครับ) ค่า input impedance ของ OPT ที่ หลอด o/p ของหลอดมองเห็นควรจะเท่ากับ o/p impedance Rp ของหลอดนะครับ นี่ยังไม่พูดถึงค่า L นะครับ กำลังจะเริ่มพูดถึง turn ratio ของหม้อแปลง OPT ผมกำหนดให้ ถ้าแกนหม้อแปลง 2 ตัว มีค่า มิว เท่ากันอยู่ค่าๆนึง และมี turn ratio ที่เท่ากัน ค่าๆนึงที่ทำให้ โดย OPT ทำหน้าที่ match impedance ระหว่าง ของ source impedance Rp ของหลอด กับ impdance ของลำโพง ดังนั้นเนี่ย OPT สองตัว ที่มีค่ามิวของแกนเท่ากัน turn ratio เท่ากัน ค่า L ที่พันจะเป็นเท่าไร่ก็ได้ นั่นคือ L ของหม้อแปลงตัวนึง อาจมากกว่าหรือน้อยกว่าหม้อแปลงอีกตัวนึงก็เป็นได้
คราวนี้หม้อมันดันไม่ได้เป็นอุดมคติอย่างที่อยากให้เป็น แล้วก็หันกลับมามองเรื่องความถี่กันได้แล้ว สิ่งที่ตามมาก็คือ เริ่มจาก ให้ไปมองที่ output ของ OPT คือที่ secondary ที่ต่ออยู่กับโหลดค่าต่ำที่เป็นลำโพงเช่น 4โอห์ม ... มันมี L เกิดขึ้นครับ ขนานอยู่กับโหลดที่เป็นลำโพง มัน share โหลดกันแล้วนะครับ พิจารณาที่ความถี่ที่ 10Hz คราวนี้หม้อแปลงที่ตัวมีค่า L ต่ำ XL ก็ต่ำ มันก็ไป share load กับลำโพง ถ้า XL เท่ากับค่า impedance ของลำโพง ก็แบ่ง power ไปคนละครึ่งเลยครับ (จริง L ในอุดมคติไม่มีการสูญเสียกำลังงานในตัวมันแต่พอดีในโลกความจริงมันมีค่าความต้านทานแฝงอยู่) โชคไม่ดี L มันดังไม่ได้ power ก็เลยเสียไปฟรีๆในหม้อแปลงในรูปของความร้อน คราวนี้ถ้าผมยกตัวอย่างเปรียบเทียบเนี่ย เกี่ยวกับวงจรในพวก RF ตัว L ที่ทำหน้าที่เป็น RF choke ที่ผมใช้อย่างต่ำต้องมีค่า XL มากกว่า Load ประมาณ 10 เท่า ยิ่งเยอะเท่าไหร่ยิ่งดี ดังนั้น OPT ก็เหมือนกันครับ
ตามความเข้าใจผมไอ้หม้อแปลง OPT ก็ยังทำหน้าที่เป็น ตัว energy conversion ดังนั้นผมคิดว่า ค่า XL น่าจะไปเทียบกับ load มากกว่า แต่ก็ไม่เป็นไรครับ ถ้า XL ได้มากกว่า ค่า Rp 2-4 เท่า ที่ความถี่ 10Hz ถือว่าสุดยอดแล้วครับ แต่ผมเดาว่าด้วยจำนวนรอบขนานนั้น ค่าอุปกรณ์แฝงที่เป็น C เป็น R ก็เยอะเป็นเงาตามตัว น่ากลัวว่ามันจะไปเสียด้านความถี่ที่สูงขึ้นแทน แล้วต้องการ power เยอะ หม้อแปลงตัวก็ต้องใหญ่ขึ้นยิ่งไปกันใหญ่ เลยกลายเป็นวงจร filter ไปเลย
อีกปัญหานึงที่ผมเห็นคือถ้า opt ต้องจ่าย power เยอะๆ โดยทั่วๆไปนะครับกราฟ D H เริ่มไม่ตรงบวม ขึ้นอยู่กับประสิทธิ์ภาพของตัวแกน EI ด้วย แล้วมันก็เกิด distortion ขึ้นที่นี่
แล้วก็เห็นด้วยครับถ้ากระแสไหลเยอะหม้อแปลงจะ sat ก่อน
เท่าที่ผ่านมาก็แสดงว่าหม้อแปลงนี่หัวใจสำคัญสุดๆเลยนะครับ
แอมหลอดที่ผมเห็นก็ติดตรงหม้อแปลงนี่แหละครับ เพราะลำพังเองหลอดเนี่ยจ่าย power ได้เยอะอยู่แล้ว เหมือนพวกเครื่องส่งที่ใช้หลอด เขาส่งกันเป็น kW ความถี่มันสูงกว่านี้เยอะ ที่เห็นในรูปหม้อแปลงเลยตัวเล็กกว่าเยอะเลยครับ
#อันนี้ไม่รู้นะครับก็เป็นแค่ความคิดเห็นส่วนตัวผม ผมไม่เคยพันไม่เคยวัดหม้อแปลง wideband ย่านความถี่ต่ำขนาดนี้มาก่อน ผมแค่ให้ idea ที่พูดมาทั้งหมดอาจจะผิดโดยสิ้นเชิงก็ได้ ดังนั้นถ้าใครจะแย้งขอแย้งด้วยเหตุผลอธิบายออกมาเป็นหลักการนะครับ
ถ้าใครมี OPT แบบเด็ดๆขายมั๊ยครับบริจาคก็ได้ ก็ขอซื้อซักตัวครับ จะลองเอาไปวัดดู
ผมมองว่า 2-4เท่า ไม่น่าจะพอนะครับ เอ่อ มุมมองของ
