02-277-5873 MOBILE : 081-890-7772 ติดต่อคุณ อนุวัฒน์

sale@aht-audio.com

ปรีแอมป์หลอดไตรโอดค่ามิวต่ำ


แปลและเรียบเรียงโดย เจษฎา จันทยศ (วทบ. ฟิสิกส์)
โครงงาน ทีมงาน AHT

เมื่อหลายเดือนก่อนผู้แปลได้รับบทความจากคุณ อนุวัฒน์แห่ง AHT group ให้มาลองแปลดู เมื่อดูคร่าวๆ ก็แปลกใจว่ามันคือแอมป์หรือปรีแอมป์กันแน่ และเมื่ออ่านๆ ไปก็สนใจที่จะแปล ประกอบกับว่าเคยติดต่อจนมีความคุ้นเคยกับสำนักนี้มานานแล้ว ผมยินที่จะแปลให้เขาอยู่แล้วหวังว่าคงจะเป็นที่ถูกใจของชาวคนรักหลอดที่ต้องการก้าวสู่ระดับอินเตอร์ ขอบอกว่า AHT ยังมีวงจรอีกมากมายเฉพาะปรีหลอดมีอีกนับสิบที่จะมาต่อคิวอวดโฉมให้สร้างกัน เผื่ออนาคตเมืองไทยเป็นสวรรค์ของคนรักหลอดที่ชาวต่างประเทศจะมาช้อปกันอย่างจุใจ แอมป์หลอดที่ท่านสร้างกับมือ อาจถูกฝรั่งขอตื๊อซื้อไปก็ได้ใครจะไปรู้ครับ เพราะที่ต่างประเทศ แอมป์หลอดน่ะพวกเซียนหูทองเขาเล่นกันบ่งบอกถึงความเป็นผู้มีรสนิยมพอถึงเวลา ก็มีการนำมาประกวดแอมป์ DIY เป็นที่สนุกสนาน ในเมืองไทยก็มีหลายกลุ่มและคึกคักกันมากๆ (บางทีบก. ท่านอาจจัดคอลัมน์ตอบปัญหาหลอด หรือซื้อมาขายไปก็เป็นได้) แต่ตอนนี้มีเว็ปบอร์ดที่ชาวไฮไฟลูกทุ่งอย่างพวกเรา สามารถเข้าไปโพส ไปถาม หรืออวดแอมป์ของท่านได้อย่างเต็มที่คือบอร์ดของ CEW นั่นเอง เข้าเรื่องกันเลยนะครับ ในบทความนี้ ผู้เขียนคือ พีท มิลเล็ต ได้บรรยายวิธีการสร้างปรีแอมป์ความเพี้ยนต่ำจากหลอดไทรโอดไว้อย่างละเอียด

หลายครั้งที่เราเห็นปรีหลอดที่ออกมาเป็นชุด DIY มักจะเป็นงานบนเส้นสายลายปริ๊นท์เสียงส่วนใหญ่ ดังนั้นเพื่อสร้างความแปลกแยกและแตกต่าง เราจึงให้คุณเจษฎาที่กรุณาอนุเคราะห์ช่วยแปลบทความให้เราฟรีๆ เพื่อนำมาให้นัก DIY บ้านเราได้ทำเล่นกันอย่างสนุกสนาน ดังนั้นเราทีมงาน AHT จะพยายามเสาะแสวงหาวงจรดีๆ อะไหล่ไม่เยอะจนน่าปวดหัว ตลอดจนเทคนิคใหม่ๆ ที่เราคิดว่าน่าจะนำพานาวา DIY ไปในทิศทางที่ถูกต้องและชัดเจนที่สุด เราจะทำให้ดีที่สุด สำหรับปรีหลอดโลว์มิว ตัวนี้เราทำให้เป็นแบบฮาร์ดไวร์ที่มีเสาของบ้านเรามาประยุกต์ใช้ซึ่งมีราคา ถูกว่าของนอกมาก และมีจุดเชื่อมต่อด้วยวิธีการบัคกรีเพียงไม่กี่จุด ท่านเป็นมือใหม่ก็สามารถทำได้โดยไม่ต้องกังวลว่าจะไม่ประสบความสำเร็จ เรามั่นใจว่าสิ่งที่เราสรรหามาให้ท่านผู้อ่านว่าคุ้มค่าคุ้มตังส์มากที่สุด แต่ผลผลิตด้านเสียงมันก็อาจจะสู้เครื่องระดับหลักแสนไม่ได้ แต่ความภาคภูมิใจก็จะกลับมาอยู่กับตัวท่านตลอดไป...

บทความนี้จะอธิบายแนวทางการสร้างปรีแอมป์ความเพื้ยนต่ำจากหลอดเพาเวอร์ไตรโอด

ระบบเสตอริโอเกือบทั้งหมด ต้องมีปรีแอมป์ หรือไลน์แอมป์ ซึ่งแตกต่างไปจากปรีแอมป์ทั่วๆไป โดยใช้หลอดเพาเวอร์ไทรโอด ที่มีค่ามิวต่ำ เพื่อสมรรถนะที่เยี่ยมยอด โดยใช้ภาคขยายชั้นเดียวและไม่มีการป้อนกลับทางลบ


ทำไมเราต้องใช้ปรีแอมป์กันด้วย ?

ก็เพื่อใช้เลือกแหล่งสัญญาณต่างๆ เช่น เครื่องเล่นซีดี ปรีโฟโน และอื่นๆ และยังเป็นตัวปรับโวลลุ่มเสียงในระบบเสียงของเรา อันที่จริงปรีแอมป์ก็ไม่ต้องการอัตราการขยาย ( โวลเตจ- เกรน) ที่มากเกินไปนัก จึงมีแนวทางของปรีแอมป์แบบพาสสีฟออกมา ซึ่งไม่มีสเตจของการขยายใดๆ ทั้งนั้น มีสิ่งที่ต้องวิจาร์ณอีกมากสำหรับการออกแบบแบบนี้ คือไม่มีสเตจของการขยาย มีแต่สวิทช์ต่างๆ และตัวลดทอนสัญญาณแบบพาสสีฟในทางเดินสัญญาณ เสียงรบกวนและความเพี้ยนก็ต่ำมาก ยากที่ปรีแบบใดจะชนะมันได้แล้วทำไมเรายังต้องการภาคขยายในส่วนนี้อีกล่ะ?

ปัญหาใหญ่ที่สุด( ของผู้เขียน) คือ ทางเอาท์พุทมีแหล่งอิมพีแดนซ์สัมพัทธ์ที่สูง และขึ้นอยู่กับตำแหน่งของโวลลุ่มคอนโทรลอีกด้วย แถมยังขึ้นอยู่กับค่าโหลด คืออินพุตของเพาเวอร์แอมป์ ตราบที่มันทำยังตัวดี ทำหน้าที่ได้ดี และค่าคาปาซิแตนซ์ของสายต่อที่ไม่สูงนัก

เครื่องขยายเสียงส่วนใหญ่มีคุณสมบัติไม่ค่อยดีนัก คนส่วนใหญ่มีความเห็นว่าโหลดของคลาสเอ-วัน (Class A1) ต้องมีค่าสูงอยู่เป็นปกติ นั่นคือในแง่ของไฟดีซี เท่านั้น แต่มันจะให้ค่าเอฟเฟคทีฟคาปาซิแตนซ์ที่สูงพอควร โดยเฉพาะการออกแบบที่ใช้หลอดไตรโอดเกรนสูงๆ ในภาคอินพุต


การออกแบบปรีแอมป์หลอด

สรุปได้แล้วว่า เราต้องการสร้างปรีแอมป์ และต้องเป็นแบบที่ใช้หลอดสุญญากาศ เราสามารถเลือกแนวทางการออกแบบธรรมดาสองสามแบบ และในแนวทางที่ไม่ธรรมดา ก็มีให้เลือกอีกหลายแบบเช่นกัน

การออกแบบที่เก่าแก่ที่สุดมาจากเพาเวอร์แอมป์แบบซิงเกิ้ลเอ็นเด็ด (single-ended) ที่ใช้เอาท์พุต ทรานสฟอร์เมอร์ เป็นโหลดที่เพลตและมีเอาต์พุตอิมพีแดนซ์ต่ำ แต่พวกไลน์ทรานสฟอร์เมอร์คุณภาพดีๆ มักมีราคาเกือบครึ่งหมื่น ส่วนของราคาถูก ก็มีคุณภาพไม่สู้ดีนัก

แนวการออกแบบที่แสนคลาสสิก ก็ไม่พ้นของยุคช่วงปี ค. ศ.1960 กว่าๆ นั้นแหละ ระบบเสียงไฮไฟช่วงนั้นนิยมใช้ หลอด 12AX7 ที่ต่อแบบกราวน์เด็ดคาโทดกันทั้งนั้น และยังพ่วงภาคขยายถัดมาในแบบของ คาโทดฟอลโลเวอร์ โดยไม่มีการป้อนกลับทางลบ วงจรแบบนี้จะมีค่าเกนขยายสูง ( ราวๆ 80 เท่า) และดิสทอร์ชั่นก็สูงตาม เอาต์พุตอิมพีแดนซ์ก็สูง ดังนั้นจึงมีการใช้ ( เนกาทีฟฟีดแบค) ในปริมาณที่สูงมาก เพื่อลดเกรนให้อยู่ประมาณ10 หรือ 20 เท่า เพื่อลดความเพี้ยนและเอาต์พุตอิมพีแดนซ์ แม้ว่ามันจะวัดค่าต่างๆ ออกมาดี แต่ผู้เขียนไม่ชอบเสียงของมัน และยังสงสัยว่าเสียงที่ฟัง อาจจะมาจากความเพี้ยนเชิงฮาร์โมนิกส์ที่ออร์เดอร์สูงๆ ของมันก็ได้

การออกแบบแนวที่คล้ายกันนี้ โดยใช้ หลอดไตรโอดที่มีค่ามิวกลางๆ (medium-mu triode) เช่นหลอด 6SN7 และไม่ต้องมีฟีดแบค ถ้าเราออกแบบดีๆ และไม่โอเวอร์โหลด แอมป์ขยายชนิดนี้ให้เสียงออกมาดีมากทีเดียว เป็นที่ถูกใจของผู้เขียนซึ่งมันให้ทั้งเอาต์พุตอิมพีแดนซ์และความเพี้ยนที่ต่ำ แต่ไม่สามารถให้กระแสสูงๆ กับโหลด การจ่ายกระแสจะถูกจำกัดโดยปริมาณกระแสที่ไหลผ่านหลอด โดยไม่ขึ้นกับเอาต์พุตอิมพีแดนซ์

วงจร แบบคาโธดฟอลโลเวอร์ ไม่ใช่ว่าจะพ้นไปจากปัญหาและข้อวิพากษ์ต่างๆ ผู้เขียนได้พบปัญหาการเกี่ยวเนื่องของใส้หลอดและคาโธดที่ชักนำเสียงรบกวน เข้ามา และมีปัญหาของฉนวนระหว่างสองส่วนนั้นพัง เนื่องจากการยกระดับไฟคาโธดสูงให้ขึ้น และยังมีปรีอีกชนิดหนึ่งใช้หลอดไตรโอดสองส่วนมาต่อแบบ SRPP โดยเอามาต่ออนุกรมกัน หลอดบนจะทำหน้าที่สองอย่างในขณะเดียวกันคือ เป็นแบบคาโธดฟอลโลเวอร์ และเป็นโหลดทางเพลตให้กับหลอดตัวล่าง วงจรแบบนี้ให้สมรรถภาพที่ดีทั้งเอาต์พุตอิมพีแดนซ์ต่ำและความเพี้ยนก็ต่ำด้วย แต่ก็ยังมีปัญหาอยู่ เพราะภาคขยายทางเอาต์พุตยังเป็นแบบคาโธดฟอลโลเวอร์

แต่การออกแบบนี้จะใช้ทางเลือกอื่น - ใชั้วงจรขยายแบบชั้นเดียว (single gain stage) ใช้หลอดไตรโอดมิวต่ำ มีค่าความต้านทานเพลตที่ต่ำมากได้เกรนน้อยๆ พอดีพองาม แถมยังมีค่าเอาต์พุตอิมพีแดนซ์ที่ต่ำมาก ตามความต้องการ เหมือนสาวน้อยวัยทีนเอจที่สวยแบบคลาสสิก และมีน้ำเสียงที่ไพเราะ นั่นแหละครับ


หลอดเพาเวอร์ไตรโอดค่ามิวต่ำ

เอาต์พุตอิมพีแดนซ์ของภาคขยายแบบ กราวน์เด็ดคาโธด ประมาณคร่าวๆ ก็จะใกล้เคียงกับความต้านทานเพลตของหลอดต่อแบบขนานกันกับตัวต้านทาน ( รีซิสเตอร์) ซึ่งโหลดอยู่ที่เพลต เราต้องการให้รีซิสเตอร์ตัวนั้มีค่ามากๆ เมื่อเทียบกับความต้านทานเพลต เพื่อที่จะได้ความเพี้ยนต่ำๆ ดังนั้น ถ้าเราอยากได้ค่าเอาต์พุตอิมพีแดนซ์ และความเพี้ยนที่ต่ำเราต้องเลือกหลอดที่มีค่าความต้านทานเพลตหรือ Rp ที่ต่ำ

พวกหลอด เพาเวอร์ไตรโอดขนาดใหญ่ที่มีค่า Rp ต่ำๆ เช่น 6AS7 / 6080, 5998, 7236, WE421A, 6528A และ6336A ซึ่งส่วนใหญ่ออกแบบมาเพื่อใช้ในงานเร็กกูเลทแรงดันไฟ โดยเฉพาะหลอด 7236 ผู้เขียนเชื่อว่ามันถูกออกแบบมาขับมอเตอร์ไดร์ฟม้วนเทปของคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่

แต่โชคยังไม่เข้าข้างเรานัก ที่หลอดพวกนี้มองดูแต่แรกแล้วไม่มีความเป็นเชิงเส้นเลย ในวงจรขยายแบบกราวน์เด็ด คาโธดที่มีรีซิสเตอร์เป็นโหลดแบบทั่วไป มันจะเกิดความเพี้ยนอย่างสูง โดยเฉพาะพวกฮาร์โมนิกส์เลขคี่ ความเพี้ยนนี้จะลดลงเมื่อเพิ่มค่าของตัวต้านทานที่เพลต แต่ตัวต้านทานตัวนี้ยิ่งค่ามาก ก็ต้องใช้ไฟซัพพลายมากขึ้นไปอีก ( เพื่อให้โวตเตจ ณ เพลต คงค่าที่เหมาะสม) แต่เรายังโชคดีที่มีวิธีให้ค่าความต้านทานโหลดที่สูงมากๆ ให้กับเพลตของหลอด โดยที่ไม่ต้องใช้ตัวต้านทานค่าสูงมากและไฟซัพพลายสูงมาก โดยเราจะใช้หลักการของวงจรแหล่งจ่ายกระแสคงที่ (constant-current source (CCS)) มาเป็นโหลด


วงจรโหลดทางเพลทที่ให้กระแสคงที่

วงจรโหลดที่จ่ายกระแสคงที่ (CCS) จะใช้อุปกรณ์แบบแอคทีฟ (ตามปกติจะนิยมใช้พวกหลอดหรือตระกูลเฟ็ต) ต่อเข้ามาโดยวงจรนี้จะพร้อมจ่ายกระแสคงที่ให้โหลดอยู่ตลอดเวลา ในกรณีนี้ก็คือเพลตของหลอดไตรโอดของเรา และเป็นโหลดที่ให้ความต้านทานสูงตามต้องการ เป็นแนวเส้นโหลดที่เกือบจะเป็นแนวนอนเลยทีเดียว ด้วยโหลดแบบ CCS นี้ แนวเส้นโหลดที่หลอดไตรโอดมองเห็น จะขึ้นอยู่กับกระแสที่จ่ายให้โหลดเป็นหลัก

ยังมีการออกแบบที่เป็นไปได้หลายแบบของเพลทโหลดแบบ CCS นี้ บางอันก็เรียบง่ายมาก ( ใช้เฟ็ตและตัวต้านทานหนึ่งตัวต่อแบบดีพลีตีชั่นโหมด) บางวงจรก็ซับซ้อนมากๆ โดยใช้ทั้งหลอดและอุปกรณ์พวกโซลิดสเตทผสมกัน ถ้าท่านสนใจในการออกแบบเพลทโหลดแบบ CCS โปรดดูลิงค์ข้างล่าง เพื่อไปยังขุมทองของข้อมูลทางด้านนี้บนอินเตอร์เน็ต (หัวข้อ" แหล่งข้อมูลอ้างอิง" ตอนท้ายของบทความนี้)

ได้ ทดลองตามแนวการออกแบบที่เรียบง่าย โดยลองใช้เฟ็ต และใช้หลอดเพนโทรด ทั้งสองแบบให้สมรรถนะที่ดี และเลือกแบบที่ใช้หลอดเพนโทรด ก็เพราะว่ามีของอยู่แล้วเป็นเหตุผลหนึ่ง และยังเป็นวงจรที่ง่ายๆ ไม่ซับซ้อน แถมมันยังทำงานได้ดีในการประยุกต์ใช้ในแบบที่ว่านี้เหตุผลอีกส่วนหนึ่ง คือมันไม่ต้องใช้ฮีทซิ้งแบบเฟ็ต การใช้หลอดนั้นมันสามารถปล่อยพลังงานส่วนเกินได้ด้วยตัวของมันเองเหนือตัว ถังแบบเปลือยๆ ที่โชว์สรีระและส่วนสัด/ปล่อยเป็นพลังงานความร้อน ( ของหลอดนะครับ อย่าคิดไปทางอื่น) อันสวยงามลงตัว และแท่นเครื่องสวยๆ เรียกว่ารับอาหารหูและอาหารตาไปพร้อมกัน


การออกแบบปรีแอมป์

เราจะออกแบบกันอย่างตรงไปตรงมา โดยใช้หลอดเพนโทรดรุ่น EL34 ต่อเป็นวงจร CCS สองวงจรเพื่อเป็นเพลดโหลดของหลอดไตรโอดแบบค่ามิวต่ำ ในหลอดไตรโอดหนึ่งหลอดจะแบ่งเป็นสองส่วน แต่ละส่วนแยกก็ใช้ในแต่ละแชนแนลวงจรแสดงในรูป Fig.1

ให้สังเกตว่าวงจร CCS ที่ใช้หลอด EL34 นี้ สกรีนกริดจะมีถูกบายพาสโดยคาปาซิเตอร์ค่าสูงไปยังคาโธดของมันเอง ตัวต้านทานที่สกรีนกริดไม่ใช้กันนักในการลดโวลเตจที่สกรีนกริด แต่เป็นการช่วยคาปาซิเตอร์ให้มีค่าคงที่เมื่อเทียบกับคาโธด


คลิกที่นี่! เพื่อดูภาพขยาย

กระแสที่ผ่าน CCS และหลอดไตรโอด ถูกกำหนดโดย ตัวต้านทานที่คาโธดของหลอด EL34 ซึ่งตัวต้านทานค่า 150 โอห์มดังกล่าวจะคุมกระแสในภาคขยายส่วนนี้ไว้ที่ประมาณ 50 มิลลิแอมป์ สังเกตว่ากริดจะต่อกับ R ตัวนี้ที่ปลายล่าง โดยผ่านกริดสต็อปเปอร์รีซิสเตอร์หนึ่งตัว เจ้าตัวต้านทานตัวนี้เป็นตัวแก้วิกฤตในวงจร ถ้าไม่มีมันละก็ วงจรจะเกิดการออสซิลเลทที่ความถี่ 115 เมกกะเฮิรทซ์ โดยวัดแรงดันที่เพลตของหลอดไตรโอดได้ถึง100Vrms

หลอดไตรโอดจะถูกไบอัสที่คาโธด โดยตัวต้านทานค่า 300 โอห์ม เมื่อใช้หลอด 7236 และเพลตโหลดแบบ CCS ที่ 50mA จะได้เพลตโวลเตจประมาณ 125V ผู้เขียนได้ทดลองทำงานที่หลายๆ จุด โดยใช้หลอด 7236 สรุปได้ว่า การตั้งค่าที่จุดนี้จะเป็นค่าที่เหมาะสม โดยให้ความเพี้ยนที่ต่ำที่สุด บายพาสตัวต้านทานที่คาโธด โดยคาปาซิเตอร์แบบอิเลคโตรไลท์ที่คุณภาพดี มองดูเผินๆ แล้ว คาปาซิเตอร์ตัวที่ว่าอาจไม่จำเป็นต้องใช้ เนื่องจาก กระแสเพลทถูกกำหนดโดยวงจร CCS อยู่แล้วแต่อย่างไรก็ตามกระแสโหลดก็ต้องวิ่งผ่านตัวต้านทานคาโธดนี้ และหากไม่บายพาส มันจะเกิดการป้อนกลับเชิงลบในตัวซึ่งลดค่าเกนขยายของวงจรลงไปอีก ในกรณีนี้ ( ซึ่งผู้เขียนยังไม่สมารถพิสูจน์ทราบเหตุผลได้ว่าเป็นเพราะอะไร) มันได้เพิ่มความเพี้ยนขึ้นมา

กริดของหลอดไตรโอดจะต่อโดยตรงกับตัวกวาดของตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ (โวลุ่มนั่นน่ะครับ) ซึ่งก็มีการอนุโลมค่าได้ ถ้าต้องการอินพุทอิมพีแดนซ์สูง ก็ใช้ค่ามากๆ แต่การใช้ R ค่าสูงบากกับค่ามิลเลอร์คาปาซิแตนซ์ (Miller capacitance) จะทำให้เกิดการโรลออฟที่ความถี่สูง ใช้วอลุ่ม 250K (ดังที่แสดงในข้อ "การวัดค่าต่างๆ") จะได้การตอบสนองความถี่สูงที่เหมาสม จะดีกว่านี้อีก ถ้าใช้วอลุ่ม 100K และดียิ่งขึ้นอีกถ้าใช้วอลุ่มค่า50K

ยังต้องการอินพุทแบบเลือกได้โดยใช้สวิทช์ ดังนั้น เลือกใช้สวิทช์ แบบหมุน ( โรตารี่สวิทช์ ) ที่คุณภาพสูง แบบ 4 ทางเป็นตัวป้อนสัญญานให้กับโวลุ่มคอนโทรล แจ็คเอาท์พุตเราใช้ 3 ตัว ต่อขนานกัน เพื่อให้มันสามารถขับโหลดได้หลายๆ ตัวไปพร้อมๆ กัน


ภาคจ่ายไฟ

ภาคเพาเวอร์ซัพพลาย เราจะใช้ แบบปกติทั่วไป ใช้การเรียงกระแสด้วยหลอดเร็กคิฟายและกรองไฟโดยใช้คาปาซิเตอร์ในภาคอินพุท ผู้เขียนใช้หลอด 5U4G หรือหลอดเบอร์อื่น ที่สามารถจ่ายกระแสได้ถึง 100 มิลลิแอมป์ ส่วนคาปาซิเตอร์ตัวที่สอง ใช้ค่ามากถึง 750uF เพื่อให้ได้การกระเพื่อมน้อยที่สุด ไฟบวกควรอยู่ในค่า 300-325 โวลท์ ซึ่งจากการทดลองแล้ว ไม่ใช่ค่าที่วิกฤตมากแต่อย่างใด


คลิกที่นี่! เพื่อดูภาพขยาย

ส่วน ของภาคขยายออดิโอ จะถูกแยกจากวงจรฟิลเตอร์ของภาคจ่ายไฟ โดยตัวต้านทานค่า 100 โอห์ม และคาปาซิเตอร์ค่า 47uF แบบโพลีโพรไพลีน โดยผู้เขียนเชื่อว่าวิธีนี้ ซึ่งเอากระแสทางภาคออดิโอเกือบทั้งหมดให้มาผ่านตัวเก็บประจุแบบโพลีโพรไพลีน ที่มีคุณภาพสูงแทนที่จะพึ่งพาคาปาซิเตอร์แบบอีเล็คโครไลติกค่าสูงของภาค ฟิลเตอร์ จะให้ผลดีกว่า

พวกใส้หลอดทางภาคออดิโอ จะถูกจุดด้วยไฟ 6.3V AC และยังถูกไบแอสขึ้นมาให้ได้ระดับไฟประมาณ 45V DC ซึ่งต้องอยู่ในช่วงจำกัดไม่เกิน 100V ของขอบเขตสเป็คค่าโวลเตจฮีตเตอร์- คาโธด ของหลอด EL34 ซึ่งคาโธด จะทำงานที่ค่าประมาณ140 โวลท์ ซึ่งมันจะช่วยลดค่าสัญญาณรบกวนที่แฝงมากับไฟที่ใส้หลอด โดยไบแอสกลับกับสภาพไดโอดแฝงที่เกิดขึ้นระหว่างฮีตเตอร์กับคาโธด

ผู้เขียน ใช้เพาเวอร์สวิทช์ของปรีแอมป์เป็นตัวควบคุมกำลังไฟของพวกเพาเวอร์แอมป์ทั้งหลายไปในตัว ( แต่ก็ยังมีบางช่วงที่ใช้พวกแอมป์ขยายหูฟัง) ซึ่งไม่ต้องการเปิดเพาเวอร์แอมป์ แต่ยังต้องการใช้ปรีแอมป์อยู่ เพื่อให้ถูกจุดประสงค์ จึงใช้ สวิทช์แบบ DPDT ซึ่งจุดกลางเป็นตำแหน่งเพาเวอร์ออฟ คือไม่จ่ายไฟให้วงจรใดๆ ถ้าโยกไปด้านหนึ่ง จะจ่ายไฟให้ปรีแอมป์ ถ้าโยกไปอีกด้าน จะจ่ายไฟให้ปรีและเต้ารับไฟเอซีที่ใช้จ่ายไฟให้เพาเวอร์แอมป์ พร้อมๆกัน ตำแหน่ง “OFF” ที่อยู่ตรงกลาง และมีหลอดไฟนีออนสองหลอด เป็นตัวแสดงว่าขณะนี้มีอุปกรณ์ใดทำงานอยู่

ใน วงจร ท่านผู้อ่านจะเห็นตัววาริสเตอร์แบบเมทัลออกไซด์ต่อคร่อม ขดปฐมภูมิของหม้อแปลงอุปกรณ์นี้เป็นตัวลดทรานเชี้ยนท์ที่มากับกระแสไฟบ้าน เป็นตัวดักจับสัญญาณสไปค์จากไฟบ้าน และรวมทั้งสไปค์ของ กระแสไฟย้อนกลับจากหม้อแปลง ในฐานะขดลวดเหนี่ยวนำในช่วงที่เราปิดสวิทช์ ( กระแสไฟนี้เกิดจากสนามแม่เหล็กยุบตัวลง ตัดกับขดลวด ก็จะเกิดเป็นกระแสไฟย้อนกลับมา) แม้ว่าจะไม่มีการจ่ายไฟให้ในช่วงนั้นก็ตาม เพราะเป็นลักษณะแบบไดนาโมปั่นไฟ ( ผู้อ่านสามารถค้นคว้าเรื่องนี้ได้จากตำราฟิสิกส์พื้นฐาน หัวข้อ Inductor) และผู้เขียนยังใช้ขั้วต่อเอซี แบบ IEC ซึ่งมีการกรองไฟในตัวอีกด้วย เพื่อที่กำจัดสัญญาณรบกวนให้น้อยลง


ตัวแท่นเครื่องและฐาน

ผู้เขียนได้สร้างแท่นเครื่องโดยวิธีการที่ต่างออกไปนิดหน่อย แต่ยังคงใช้การเดินสายแบบจุดต่อจุด และหลักต่อสายแบบจุดเดียว ด้านบนสุดของแท่นเครื่องใจะช้แผ่นประกบแแบบแซนด์วิชที่ประกอบด้วย แผ่นปริ๊นท์เปล่ากับแผ่นสแตนเลสที่ขัดมัน ใช้หลักต่อสายแบบจุดเดียว ร่วมกับแบบเป็นแผง ที่จุดปลายขาของอุปกรณ์ ทำให้เรากำหนดจุดที่ลงวางอุปกรณ์ได้อย่างแม่นยำ

พวกหลักต่อสายแบบจุดเดียว ( เทอร์มินอล ) จะถูกขันแน่น ติดกับแผ่นปริ๊นท์เปลือย ( ยังมีแผ่นทองแดงซึ่งไม่ผ่านการกัด) โดยใช้น็อตตัวผู้ หัวเรียบซึ่งมีบ่าเฉียง ( สามารถขันจนจมลงในแผ่นปริ๊นท์ จนราบเรียบเป็นระนาบเดียวกันได้ เรามักเรียกว่า สกรูหัวจม ) ส่วนอุปกรณ์อื่นๆ ที่จะติดตั้งไว้ใต้แผ่นปริ๊นท์นี้ ก็ใช้หัวน็อตแบบนี้ขันยึดเข้าไปเช่นเดียวกัน จะเห็นได้ดังภาพที่ 4 ที่แสดงภาพด้านบนของแผ่นปริ๊นท์

หลังจากได้ติดตั้งพวกเทอร์มินอลและซ็อกเก็ตหลอด และ อุปกรณ์ส่วนล่างของแผ่นปริ๊นท์บอร์ดแล้ว ผู้เขียนได้ติดแผ่นสแตนเลสไว้ด้านบน โดยใช้วัสดุคือเทปกาวสองหน้าอย่างดีของ 3M ซึ่งไม่ใช่เทปกาวสองหน้าธรรมดาทั่วไป แต่มันจะกลายเป็นกาวอคริลิกที่จะยึดกชิ้นส่วนไวัอย่างถาวรแล้วการยึดของ วัสดุชนิดนี้จะทำช่วยให้ตัวแท่นเครื่องไม่มีการสั่นค้าง ( หรือจะเรียกได้ว่ามันได้ " ตายไปแล้ว” ในทางอคูสติก)

แผ่นสแตนเลสจะปกคลุมพวกหัวน็อตชนิดหัวจมไว้หมด โดยผู้เขียน ได้ซื้อแผ่นสแตนเลสที่ขัดเงามาแล้ว ขนาด12 นิ้วคูณ12 นิ้ว ( หรืออาจขอซื้อเศษๆจากร้านที่ทำชิ้นส่วนสแตนเลสก็ได้ ชนิดที่ขัดมันเหมือนกระจกเขาเรียกว่า Miror แบบมีเส้นริ้วเหมือนถูกขัดด้วยกระดาษทรายเขาเรียกว่า Hairline)

แผ่นทองแดงด้านในของแผ่นปริ๊นท์ เราจะใช้มันเป็นกราวด์ของวงจร บางท่านอาจแย้งว่า การลงกราวด์ที่จุดเดียวจะดีกว่าไหมแต่ ผู้เขียนได้ค้นพบว่ากราวด์แผ่นทองแดงแบบนี้ใช้งานได้ดีและยังง่ายต่อการลงอุปกรณ์ เพียงแค่ดึงขาอีกด้านของอุปกรณ์ลงไปแตะแผ่นทองแดง ก็สามารถบัดกรีติดได้เลย

แผ่นคู่ของปริ๊นท์กับสแตนเลส จะถูกยึดติดกับแท่นไม้ซึ่ง ทำขึ้นมาจากไม้เนื้อแข็ง จำพวกไม้แดง, ไม้เต็งรัง อาจไช้เศษไม้สักก็ได้ แต่ต้องเป็นแก่นไม้เพราะไม้สักเป็นจำพวกไม้เนื้ออ่อน ( ซึ่งส่วนกะพี้จะมีสีขาว ไม่สวยและไม่แข็งแรงทนทานอีกด้วย) รูปที่ 6 เป็นภาพแผ่นไม้ที่ตัดและเจาะ พร้อมที่จะประกอบ ให้สังเกตการคว้านลึกตรงแผ่นหน้า เพื่อที่ใส่สวิทช์เพาเวอร์ และวอลุ่มคอนโทรล ทากาวและยึดด้วยแคล้มป์ดังในรูปที่7 ใช้กาวพวกลาเท็กซ์อย่างดี ก็จะอยู่ตัวภายในสองชั่วโมง โปรดสังเกตแคล้มป์ตัวเฉียงที่บังคับไม้ให้ได้ฉากหากไม่ได้ฉากก็จะลงแผ่นสแตน เลสไม่ได้

จะเห็นแท่นไม้ที่ประกอบแล้วดังในภาพที่ 8 จะเห็นมีบ่ารับน้ำหนักของแผ่นด้านบน ซึ่งได้ทำไว้ก่อนการยึดกาวแล้ว โดยอุปกรณ์เซาะร่องงานไม้ที่เรียกว่า " เราเตอร์ (router)" บ่าด้านล่างก็ต้องเซาะร่องอย่างนี้เช่นกัน เพื่อใช้รับแผ่นอลูมิเนียมที่เป็นแผ่นปิดด้านล่าง


การเดินสายและลงอุปกรณ์

หลังจากยึดแผ่นด้านบนลงไปที่แท่นไม้แล้ว ก็ต้องลงอุปกรณ์ที่เหลือ เช่นพวก หม้อแปลง แจ็คอาร์ซีเอ และอื่นๆ ผู้เขียนใช้แผ่นทองแดงบางๆที่เป็นเทปกาวในตัว เป็นตัวลงกราวด์ให้โวลุ่มคอนโทรล โดยต่อมาจากแผ่นปริ๊นท์ที่เป็นกราวด์

ผู้เขียนได้ทำการไวริ่งต่อสายจุดต่างๆจนครบ ก่อนที่จะลงอุปกรณ์อื่นๆต่อไป โดยใช้สายไฟแข็งที่มีฉนวนเป็นเทฟล่อนซึ่งสายชนิดนี้แม้จะดัดยากสักหน่อย แต่ก็ใช้งานได้ดีเพราะสามารถรัดม้วนเข้ากับหลักต่อสายและขาของซ็อกเก็ตหลอด ได้แน่นดีและไม่กระจายออกเหมือนกับสายฝอยซึ่งจะมีปัญหาในการบัดกรีได้

ติดตั้งสวิทช์เลือก (ซีเล็คเตอร์) ในกรอบ และอยู่เหนืออขั้วต่ออินพุท และให้มันทำงานโดยใช้แกนต่อให้ยาวออกมา เพื่อที่จะลดการเดินสายสัญญาณให้สั้นที่สุด หลังจากไวริ่งเสร็จ ก็ต่อต่อุปกรณ์ประเภทมีสายไฟ พันสายไฟรอบๆขั้วต่อแล้วก็บัดกรี การต่ออุปรณ์หลังจากไวริ่งแล้วนี้ ทำให้ง่ายต่อการดัดแปลงในภายหลัง เมื่อเราต้องการทดลองอุปกรณ์ค่าอื่นๆ ถ่าพภายในของแท่นเตรื่องที่ประกอบเสร็จหมดแล้วคือภาพที่ 10


การวัดค่าต่างๆ

ผู้เขียนวัดค่าต่างๆออกมาได้หลายชุดดังแสดงในภาพที่3ใช้ทั้งหลอด 7236 ของ Cetron และหลอด 6AS7G ของรัสเซียซึ่งค่าการวัดเหล่านี้จะรวมถึงค่าความเพี้ยนฮาร์โมนิกส์โดยรวม (THD) , ค่าน้อยส์, การตอบสนองความถี่, เอาท์พุทอิมพีแดนซ์และค่าโวลเตจเกรนสูงสุดซึ่งมีค่าต่างกันเล็กน้อยเท่านั้นในระหว่างทั้งสองหลอดทั้งๆที่คาดว่าจะต่างกันมากเนื่องจากค่าแฟคเตอร์การขยายที่ต่างกัน

ผู้เขียนได้วัดค่าวิเคราะห์สเป็คตรัม (FFTs) ของความเพี้ยนด้านเอาท์พุต เพื่อดูส่วนประกอบทางฮาร์โมนิกส์ แต่ไม่ได้ลงรูปมาให้ดูเพราะไม่น่าสนใจ นัก โดยฮารโมนิคที่มีค่าสูงเหนือกว่าน้อยส์ คือ ฮารโมนิคที่สอง ซึ่งได้ค่าเหมือนกันในทุกสภาวะและยังเหมือนกันทั้งสองหลอดอีกด้วย

ภาพจาก สโคป แสดงถึงสัญญาณเอาท์พุตในเส้นบน และความเพี้ยนตกคต้าง ในเส้นล่าง จะเห็นได้ว่า ความเพี้ยนที่สูงกว่าสัญญาณเอาท์พุต จะถูกกรองและ เลี่ยงลง เพื่อจะกำจัดองค์ประกอบของสัญญาณรบกวนทั้งหมด จะเห็นได้ชัดในสัญญาณไซน์เวฟบริสุทธ์ที่ 2KHz

ผู้เขียนใช้ วอลุ่มคอนโทรลค่า 250K (ดังที่ได้บอกไว้แล้ว) มาเป็นโหลด ซึ่งมีขีดจำกัดในด้าน การตอบสนองความถี่ หากใช้โวอลุ่มค่าต่ำกว่านี้จะได้การตอบสนองในช่วงความถี่สูงอีกมาก


ความประทับใจในการฟัง

ผู้เขียนไม่เคยคิดว่ามันจะมีผลกระทบด้านเสียงกับเจ้าปรีตัวเดิม (ใช้หลอด 12AX7 และมีการใช้ การป้อนกลับทางลบอย่างมาก) จนกระทั่งได้นำปรีตัวนี้เข้ามาต่อในระบบแทนที่มันเข้า

ความแตกต่างอย่างชัดเจน คือความชัดเจนสดใสในด้านทรานเชี๊ยนท์ที่ความถี่สูงๆ ยกตัวอย่าง เช่นเสียงระฆังจะดังออกมา เป็น “ เสียงจริง” อย่างมาก จนไม่ใช่เสียงที่ “ ถูกบันทึกมา” อีกต่อไป

แผ่นแสดงสดได้รายละเอียดดี ไม่รำคาญหูเหมือนเมื่อก่อน

แน่นอนละครับว่า ไม่มีอะไรที่ดีพร้อมสมบูรณ์แบบไม่มีที่ติ ผู้เขียนขอตินิดหนึ่งตรงที่ ช่วงวอร์มอัพ ( อุ่นหลอด) จะมีเสียงรบกวนเกิดขึ้นเล็กน้อย และมีเสียงไมโครโฟนนิก (เสียงเหมือนเคาะไมโครโฟน เมื่อหลอดสั่นหรือถูกเคาะ) เราอาจใช้ยางโอริง ( วงแหวนกลมๆ ) ที่ด้วยซิลิโคน หรือวัสดุอื่นๆ มากำจัดการสั่น ( เรียกว่าตัวแดมป์เปอร์หรือตัวถ่วงหลอด) โดยเฉพาะหลอดที่ผอมสูงอย่าง EL34 จะมีการสั่นมากกว่าหลอดแบบอื่น

สรุปง่ายๆได้ว่า เราจับเจ้าสาวร่างอ้วนคือหลอด 6AS7G มาแต่งงานกับเจ้าบ่าวรูปร่างสูงโย่ง EL34 แถมยังมีเพื่อนเจ้าสาวคือหลอดเรกูเลท 5U4GB ส่วนหม้อแปลงคือบาดหลวงในชุดสีดำ พวกแขกเหรื่อ ก็คาปาซิเตอร์ตัวใหญ่ และอุปกรณ์อื่นๆ อยู่ยกพื้นไม้สวยๆ คือแท่นเครื่อง เนื่องจากเจ้าสาวหุ่นธิดาช้างแต่เสียงสุดไพเราะนี้จะต้องอยู่กับเราไปอีกนาน จึงขอคอมเม้นต์เน้นเป็นสาวจากรัสเซียจะดีที่สุด ใครจะอิมพอร์ตสาวจากยุโรป อเมริกาก็ไม่ว่ากัน (หลอด JAN Phillips ของอเมริกา ให้เสียงที่ดี มี มาตรฐานสูง ราคาถูก หาซื้อได้ง่าย (JAN คือ สถาบันที่ให้มาตรฐานว่าเป็นหลอดทางการทหาร (Military) คุณภาพจะสูงกว่าหลอดทั่วไป) สังเกตได้ว่า สาวงามกับหลอดของแต่ละชาติ มีแนวโน้มคล้ายๆ กันนะครับ สาวจีนเสียงไพเราะดี แต่น้ำเสียงบางเบาไปนิด ญี่ปุ่น, เกาหลีปรู๊ดปร๊าดทันสมัยกระฉับกระเฉงดี ทางแถบยุโรป ดูไว้ตัวนิดๆ แต่เสียงคลาสสิกดี หลอดเทเลฟุงเก้น และมูล- ลาร์ด คือ สุดยอด, อเมริกาทันสมัยดีเยี่ยมสมราคา ถ้าได้พวก GE,RCA สต็อกเก่าก็เยี่ยม เรียกว่า พวกNOS (New Old Stock) จึงจะดี ส่วนสาวรัสเซียสมัยใหม่นี่ ดีไปหมดทั้งความถี่ต่ำ, กลาง, สูง คุณภาพเหนือราคา จนอเมริกาเจ้าตลาดต้อรีบงวิ่งมาขอถือหุ้นด้วย ( แม้แต่ผู้ผลิตแอมป์แม็คอินทอชยังยอมรับเลยนะครับ) ขอถือโอกาสแนะนำหลอดสามตระกูลดังจากรัสเซียเสียเลย ( เพื่อนักเล่นหลอดมือใหม่ หรือแฟนพันธุ์แท้หลอด จะได้หาของได้ตามต้องการ, หลอดราคาถูกและดีต้อง Sovtek เสียงกลางและแหลมใสปิ๊ง, ส่วนพวกทุ้มดี เสียงกลางแน่น มีมวลดี ต้อง EH (Electro Harmonics) (เสียงดีเป็นบางเบอร์ เช่นเดียวกับ Sovtek) ควรใช้วิจารณญาณอย่างมากนะครับท่าน ส่วนหลอด Svetlana ก็คือสุดยอดของหลอดจากค่ายหลังม่านเหล็ก) ส่วนเจ้าบ่าว EL34 เราไม่เน้นสัญชาติครับ ขอให้ทำงานได้ก็พอ จะเป็นจีน หรือญี่ปุ่นก็ไม่น่าเกลียดแต่อย่างใด แต่ถ้าหากจากเสว็ตลาน่า, กรุงเซนต์ปีเตอร์สเบอร์ก, รัสเซียคงดูจะดี(แพง) เกินไป (สาวเจ้าคงไม่ชอบคนบ้านเดียวกัน) เอาเป็นว่าให้เบางบในกระเป๋าท่านจะดีกว่า

แต่ดูๆแล้วคุณภาพระดับอภิมหาไฮเอนค์เยี่ยงนี้ไม่ไช่งว่าจะได้กันมาง่ายๆ นะครับ, เอาเป็นว่าขอให้ประณีประนอมระหว่างตัวงบประมาณกับคุณภาพของเสียงก็แล้วกัน เน้นแบบแนวทางสายกลางดีกว่า มีสตังค์( โบนัสออก) เมื่อไหร่ ก็โมดิฟายเพิ่มได้ อุปกรณ์เดิมก็โละให้เพื่อนๆ ไปโมไว้ชื่นชมกันต่อไป นี่แหละการดีไอวาย, โมดิฟายแบบเอื้ออาทร เป็นแบบไทยๆ มีน้ำใจต่อกัน ด้วยน้ำใสใจจริง

ช่วงนี้ทางทีมงาน AHT กำลังดำเนินการสั่งหลอดเบอร์เหล่านี้จากโรงงานทางประเทศรัสเซียแล้ว และจัดทำออกแบบกล่องของปรีรุ่นนี้ให้ลงตัวกันอยู่ กล่องไม้สักต้นแบบเราสั่งจากเชียงใหม่ มีบริการให้ท่านแล้ว สวยงามน่าใช้ทีเดียว ถ้าหากจะติดต่อกับผู้เขียนในช่วงนี้ก็ติดต่อผ่านทีมงาน AHT หรือคุณอนุวัฒน์ก็ได้ครับ

นอกจากนี้ ยังยังมีโครงงานดีๆ ไว้รับใช้นัก DIY อีกเป็นจำนวนมาก ติดตามผลงานเราได้ในฉบับต่อไป ท่านอาจจะเลือกไม่ถูกเลยว่าจะทำโครงงานไหนดีนะครับ ขอให้มีความสุขกับการ DIY…

Specs:

7236 tube:

THD + noise (800Hz – 80kHz bandpass):

1kHz, 1V RMS out, 100k load 0.05%

20kHz, 1V RMS out, 100k load 0.06%

1kHz, 1V RMS out, 10k load 0.07%

20kHz, 1V RMS out, 10k load 0.07%

1kHz, 2V RMS out, 100k load 0.10%

20kHz, 2V RMS out, 100k load 0.10%

1kHz, 2V RMS out, 10k load 0.14%

20kHz, 2V RMS out, 10k load 0.13%

Frequency response (using 250k pot – see text):

2V RMS in, 1V RMS out, 100k load

20Hz: -0.09dB 20kHz: -0.45dB -3dB @ 65kHz

2V RMS in, 1V RMS out, 10k load

20Hz: -0.13dB 20kHz: -0.41dB -3dB @ 70kHz

2V RMS in, 2V RMS out, 100k load

20Hz: -0.06dB 20kHz: -0.95dB -3dB @ 40kHz

2V RMS in, 2V RMS out, 10k load

20Hz: -0.11dB 20kHz: -0.96dB -3dB @ 40kHz

Output impedance: 450 ohms

Noise: -55 dBV (mostly 60 Hz)

Voltage gain: 3.96

6AS7G tube:

THD + noise (800Hz – 80kHz bandpass):

1kHz, 1V RMS out, 100k load 0.15%

20kHz, 1V RMS out, 100k load 0.12%

1kHz, 1V RMS out, 10k load 0.16%

20kHz, 1V RMS out, 10k load 0.13%

1kHz, 2V RMS out, 100k load 0.18%

20kHz, 2V RMS out, 100k load 0.24%

1kHz, 2V RMS out, 10k load 0.33%

20kHz, 2V RMS out, 10k load 0.27%

Frequency response (using 250k pot – see text):

2V RMS in, 1V RMS out, 100k load

20Hz: -0.05dB 20kHz: -0.40dB -3dB @ 65kHz

2V RMS in, 1V RMS out, 10k load

20Hz: -0.11dB 20kHz: -0.43dB -3dB @ 65kHz

2V RMS in, 2V RMS out, 100k load

20Hz: -0.08dB 20kHz: -0.60dB -3dB @ 55kHz

2V RMS in, 2V RMS out, 10k load

20Hz: -0.12dB 20kHz: -0.56dB -3dB @ 55kHz

Output impedance: 324 ohms

Noise: -55 Dbv (mostly 60 Hz)

Voltage gain: 1.92

แหล่งอ้างอิง

www.audioasylum.com เป็นกระดานข่าวสารด้านออดิโอที่ใหญ่ที่สุดในโลกอินเตอร์เน็ต เช็คดูที่หัวข้อ “Tube DIY” จะมีข้อวิพากษ์มากมาย เกี่ยวกับวงจรหลอดแบบต่างๆ

www.bottlehead.com ชุมชนคนรักหลอด เป็นเว็บแรกๆ ที่สามารถค้นคว้าเรื่อง CCS เพลทโหลด และมีขุดคิทขายอีกด้วย

home.pacifier.com/-gpimm/ เป็นเว็บส่วนตัวของ Gary Pimm ซึ่งได้สร้างผลงานเมากมายกี่ยวกับวงจร CCS เพลทโหลดที่น่าประทับใจ และยังขายแผ่นปริ๊นท์หลายๆโครงงานที่เขาได้ออกแบบขึ้นเอง

pmillett.addr.com เป็นเว็บของผู้เขียนเอง ซึ่งท่านผู้อ่านจะสามารถดาว์นโหลดภาพดรออิ้งขนาดเท่าของจริงได้ที่นี่