Perché mettere un trasformatore step-down dopo un tubo a vuoto in un amplificatore a valvola?

Sto cercando amplificatori per valvole. Ho trovato questo schema per uno:

Quindi l'ingresso viene amplificato dalla prima valvola, e quindi il segnale amplificato viene nuovamente amplificato dalla seconda valvola, giusto?

La mia domanda è: perché la tensione viene ridotta prima di andare all'altoparlante? Mi sembra inutile aumentare la tensione con le valvole e poi ridurla di nuovo. Tutti gli schemi che posso trovare online fanno questo. Perché?

(La guida da 300 V nella parte superiore è correlata al trasformatore? In caso contrario, a cosa serve?)

È una questione di impedenza.

La tensione anodica (piastra) del tubo varia in un ampio intervallo, mentre la corrente varia in un intervallo molto più piccolo. Se si definisce l'impedenza di uscita come

Questo di solito si risolve in un numero abbastanza alto per un tipico tubo a vuoto, nell'ordine di migliaia di ohm.

D'altra parte, la maggior parte degli altoparlanti ha una bassa impedenza - nell'ordine da 4 a 16 Ω - il che significa che vogliono una variazione di corrente relativamente più alta unita a una variazione di tensione relativamente più piccola.

Nota che in entrambi i casi stai parlando della stessa quantità di potenza (tensione × corrente), che è ciò che l'amplificatore sta davvero raggiungendo: un aumento della potenza del segnale dall'ingresso all'uscita.

Il trasformatore fornisce questa variazione di impedenza. Scambia un'oscillazione ad alta tensione per un'oscillazione ad alta corrente. Senza di esso, otterresti solo una minima parte della potenza del segnale disponibile effettivamente erogata all'altoparlante, limitata dalla corrente relativamente bassa nel tubo.

Da un commento:

Hai idea di cosa serva la rotaia da 300 V? È semplicemente un alimentatore per le valvole? Perché è così alta tensione?

L'alimentazione a 300 V è richiesta per lo stesso motivo: l'uscita dell'impedenza del tubo è intrinsecamente alta.

Il tubo 6V6 ha una corrente nominale della piastra di 50 mA (media), il che significa che l'oscillazione della corrente del segnale deve essere inferiore a circa ± 40 mA (picco). Allo stesso modo, il tubo è classificato per una tensione della piastra di 250 V (nominale, ma è spesso sovralimentato in questo senso), quindi la tensione del segnale deve essere inferiore a circa ± 120 V (picco).

La potenza del segnale disponibile all'uscita è quindi la corrente RMS moltiplicata per la tensione RMS o:

Se si utilizza una tensione della piastra inferiore, la potenza disponibile viene ridotta proporzionalmente.

Si noti che questo risolve l'impedenza di uscita di:

Per pilotare un altoparlante da 8 Ω, utilizzeresti un trasformatore da 3000 Ω: 8 Ω (rapporto di 19,4: 1 giri), che ti darebbe 4,38 V _RMS e 548 mA _RMS sull'altoparlante.

Oltre a quanto affermato da Dave Tweed (+1), il trasformatore in questo caso elimina anche la corrente di polarizzazione CC che va verso l'altoparlante e disaccoppia le tensioni di ingresso e uscita in modalità comune.

La corrente del piatto di V1 si trova a un valore centrale quando è inattivo. Il segnale di ingresso fa sì che la corrente della placca vada su e giù dal valore centrale in base ai picchi e alle depressioni del segnale di ingresso.

Anche se esistesse un altoparlante adattato all'impedenza alla piastra del 6V6, la corrente di polarizzazione CC attraverso di essa non sarebbe desiderabile. Il trasformatore blocca anche DC, mentre passa le parti AC pertinenti del segnale.

Si noti che la corrispondenza dell'impedenza è ancora il motivo principale. Dato che per questo è necessario un trasformatore, il progettista del circuito ha sfruttato il fatto che blocca anche la corrente continua e che le tensioni di ingresso e di uscita del modo comune sono disaccoppiate. Quest'ultimo fatto consente di mettere a terra un lato dell'altoparlante, anche se il primario del trasformatore è collegato a 300 V.

Risposta breve: ridurre l'impedenza di uscita per evitare un carico di tensione significativo

Per una buona risposta dei bassi, l'altoparlante è un motore / generatore lineare con EMF posteriore su impulsi di kick drum. Pertanto, l'impedenza di uscita deve essere molto più bassa dell'altoparlante. Questo è anche chiamato Dampening Factor = Zspeaker / Zout ed è solo 20 su amplificatori a bassa potenza a basso costo, 100 su buoni amplificatori e 1000 su grandi amplificatori di potenza.

Allora, cosa c'è su un amplificatore a vuoto?

1. Questo dipende dallo Zout del tubo diviso per i rapporti di virata del trasformatore al quadrato.

2. Quindi il rapporto di riduzione dell'impedenza delle spire n² riduce l'alta impedenza di uscita a un po 'più bassa dell'impedenza dei diffusori.

3. Senza specifiche, è difficile da indovinare ma mai buono come lo stato soldid, ma influisce sulla distorsione armonica dal retro EMF, non solo il leggero limite del tubo, ma il basso fattore di smorzamento può essere "piacevole" per alcuni chitarristi ma "fangoso" per l'audio esperti che giocano ad ampio spettro.

4. Poiché il rapporto di rotazione riduce anche la tensione di n, l'oscillazione della tensione del tubo deve essere n volte maggiore di quella che vede l'altoparlante

5. ad esempio, forse un'oscillazione forse 9 volte maggiore e Vdc e / 81 riduzione dell'impedenza di uscita elevata.. forse un rapporto di rotazione maggiore ... 20; 1 rapporto di tensione è un rapporto di impedenza 400: 1 che può dare un fattore di smorzamento di <10, ovvero DF basso quindi usavano spesso altoparlanti da 16 Ohm.

6. A proposito, molti progetti di amplificatori Tube sono molto meglio di questo.

Devo correggere la tua terminologia fuorviante. È un trasformatore di potenza corrispondente all'impedenza , no un trasformatore step-down!

Per capire la risposta, è necessario sapere:
1) Lo scopo di un amplificatore è quello di amplificare la potenza (non corrente o tensione).
2) I dispositivi a tubi del vuoto potevano fornire solo correnti "piccole", ma potevano gestire alte tensioni.
3) I tubi del vuoto avevano impedenze di K ohm , mentre le impedenze dei diffusori erano nell'ordine di ohm .

Poiché P = VI, per fornire l'amplificazione della potenza massima con piccoli dispositivi di corrente, è necessario utilizzare la tensione massima che il dispositivo è in grado di gestire (questa è la risposta alla domanda "perché le alte tensioni").
Poiché il trasferimento di potenza massima tra due dispositivi si verifica quando le loro impedenze corrispondono, il trasformatore di potenza di adattamento dell'impedenza era la soluzione ideale per questo problema (e gli altri problemi menzionati nelle altre risposte).

I binari di tensione di qualsiasi circuito, sono necessari a causa della "conservazione della legge energetica". Sebbene la potenza del segnale sia in fase di amplificazione, viene a scapito della potenza fornita dalle barre di tensione.